JP6385512B2 - 飛行制限区域に対する飛行制御 - Google Patents

Description

無人航空機（ＵＡＶ）等の航空機は、軍用及び民生用の監視、偵察、探査などの業務を行うために用い得る。そのような航空機は、特定の機能を行う搭載物を担持し得る。

あらゆる国の航空交通管制（例えば、米国では、ＦＡＡ）は、空港または他の区域の近くの領空に対する様々な規制を有する。例えば、空港のある特定の距離内において、全てのＵＡＶは、高度または範囲でも、飛行を禁止される。つまり、ＵＡＶを空港のある特定の距離内で飛行させることは違法である。実際、それはまた、極めて危険である。

ある事例において、無人航空機（ＵＡＶ）等の航空機の飛行制御が、空港等の検出された飛行制限区域に反応可能であることが望ましい場合がある。このように、飛行制限区域に対する改善された飛行制御が必要性である。本発明は、飛行制限区域を検出し、反応することに関連したシステム、方法、及びデバイスを提供する。ＵＡＶと１つ以上の飛行制限区域の相対位置は判定され得る。これは、ＵＡＶと飛行制限区域間の距離を計算することを含み得る。この情報に基づいて、ＵＡＶの飛行反応が実装され得る。例えば、すぐにＵＡＶを着陸させること、ＵＡＶが着陸できる時間を与えること、飛行制限区域の近接性についての警告もしくは注意を喚起すること、のうち少なくとも１つ。

本発明の態様は、飛行制限区域に対する無人航空機の飛行反応を測定する方法を対象とする。この方法は以下を含む。無人航空機の位置を測定すること。飛行制限区域の位置を測定すること。プロセッサを利用して、無人航空機の位置及び飛行制限区域の位置を用いて、無人航空機と飛行制限区域の距離を計算すること。プロセッサを利用して、距離が第１の距離閾値、または第１の距離閾値よりも大きい第２の距離閾値内にあるかどうかを測定すること。無人航空機に、（１）距離が第１の距離閾値内にある時、第１の飛行反応措置を取り、（２）距離が第２の距離閾値内かつ第１の距離閾値外にある時、第１の飛行反応措置と異なる第２の飛行反応をするように命令すること。

ある実施形態において、無人航空機の位置は、無人航空機におけるＧＰＳ信号を利用して測定され得る。飛行制限区域の位置は、複数の飛行制限区域に対する位置を含む無人航空機のローカルメモリにアクセスすることによって、測定され得る。無人航空機が有線または無線接続によって外部デバイスと通信する時、ローカルメモリは複数の飛行制限区域の位置と共に更新され得る。ある事例において、無人航空機が通信ネットワークと通信する時、ローカルメモリは複数の飛行制限区域の位置と共に更新される。

飛行制限区域は空港であり得る。

ある実装によると、距離は、ＥＮＵ座標系を用いて計算され得る。無人航空機の位置はＥＣＥＦ座標系に変換され得る。無人航空機の位置はさらにＥＮＵ座標系に変換され得る。距離は指定された時間間隔で計算され得る。

飛行制限区域は、無人航空機の電源をオンした時の無人航空機の近接性に基づいて、複数の可能性のある飛行制限区域から選択され得る。

第１の飛行反応措置は、航空機を地上に自動的に着陸させ得る。第２の飛行反応措置は、無人航空機のオペレータに航空機を地上に着陸させるための時間を提供し得、その後、無人航空機は自動的に着陸する。本方法は、以下をさらに含み得る。プロセッサを利用して、距離が、第２の距離閾値よりも大きい第３の距離閾値内にあるかどうかを測定すること。無人航空機に、（３）距離が第３の閾値内かつ第２の閾値外にある時、第１の飛行反応及び第２の飛行反応と異なる第３の飛行反応をするように命令すること。第３の飛行反応措置は、無人航空機のオペレータに、無人航空機が飛行制限区域の近くにあるという警告を喚起し得る。

無人航空機は、本発明の別の態様に従って提供され得る。無人航空機はプロセッサと１つ以上の推進ユニットを含み得る。プロセッサは（１）無人航空機の位置を受信し、無人航空機の位置と飛行制限区域の位置の距離を計算し、かつ（２）距離が第１の距離閾値、または第１の距離閾値よりも大きい第２の距離閾値内にあるかを測定する。１つ以上の推進ユニットはプロセッサと通信しており、無人航空機が、（１）距離が第１の距離閾値内にある時、第１の飛行反応措置を取り、（２）距離が第２の距離閾値内かつ第１の距離閾値外にある時、第１の飛行反応措置と異なる第２の飛行反応をすることを可能にする。

無人航空機の位置は、無人航空機におけるＧＰＳ信号を利用して受信され得る。無人航空機は、飛行制限区域の位置を記憶し、かつ複数の飛行制限区域の位置をさらに記憶するローカルメモリを備え得る。無人航空機が有線または無線接続によって外部デバイスと通信する時、ローカルメモリは複数の飛行制限区域の位置と共に更新され得る。無人航空機が通信ネットワークと通信する時、ローカルメモリは複数の飛行制限区域の位置と共に更新され得る。

飛行制限区域は空港であり得る。

ある実施形態において、無人航空機のプロセッサは、ＥＮＵ座標系を用いて距離を計算する。プロセッサは、無人航空機の位置をＥＣＥＦ座標系に変換し得る。プロセッサは、無人航空機の位置をＥＮＵ座標系にさらに変換し得る。場合によっては、プロセッサは、距離を指定された時間間隔で計算する。

プロセッサは、無人航空機の電源をオンした時の無人航空機の近接性に基づいて、飛行制限区域を複数の可能性のある飛行制限区域から選択し得る。

第１の飛行反応措置は、航空機を地上に自動的に着陸させ得る。第２の飛行反応措置は、無人航空機のオペレータに航空機を地上に着陸させるための時間を提供し得、その後、無人航空機は自動的に着陸する。本方法は、以下をさらに含み得る。プロセッサを利用して、距離が、第２の距離閾値よりも大きい第３の距離閾値内にあるかを測定すること。無人航空機に、（３）距離が第３の閾値内かつ第２の閾値外にある時、第１の飛行反応及び第２の飛行反応と異なる第３の飛行反応をするように命令すること。第３の飛行反応措置は、無人航空機のオペレータに、無人航空機が飛行制限区域の近くにあるという警告を喚起し得る。

本発明の追加の様態は、飛行制限区域に対する無人航空機の飛行反応を測定する方法を対象とし得る。この方法は以下を含む。無人航空機と通信している外部デバイスの位置を測定することによって、無人航空機の一般的な位置を測定すること。飛行制限区域の位置を測定すること。プロセッサを利用して、無人航空機の一般的な位置及び飛行制限区域の位置を用いて、無人航空機と飛行制限区域の距離を計算すること。プロセッサを利用して、距離が距離閾値内にあるかどうかを測定すること。距離が距離閾値内にある時、無人航空機に飛行反応措置を取ることを命令すること。

外部デバイスの位置は、外部デバイスにおけるＧＰＳ信号を利用して測定され得る。無人航空機の一般的な位置は外部デバイスの位置であり得る。外部デバイスは、データを無人航空機から受信可能なモバイル端末であり得る。データは、無人航空機のカメラによってキャプチャされた画像データを含み得、モバイル端末は、画像データを表示可能なディスプレイを含む。モバイル端末は、ある実装においてモバイルフォンであり得る。モバイル端末は、制御データを無人航空機に送信でき、それによって、無人航空機の飛行を制御し得る。モバイル端末は、直接通信技術によって無人航空機と通信し得る。直接通信技術は、ＷｉＦｉまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈを含み得る。モバイル端末は、間接通信技術によって無人航空機と通信し得る。モバイル基地局を使用して、モバイル端末の位置を測定し得る。

場合によっては、飛行制限区域の位置は、複数の飛行制限区域の位置を含む無人航空機のローカルメモリにアクセスすることによって、測定され得る。無人航空機が有線または無線接続によって外部デバイスと通信する時、ローカルメモリは複数の飛行制限区域の位置と共に更新され得る。無人航空機が通信ネットワークである時、ローカルメモリは複数の飛行制限区域の位置と共に更新され得る。

ある実施形態において、飛行制限区域は空港である。

距離はＥＮＵ座標系を用いて計算され得る。無人航空機の位置はＥＣＥＦ座標系に変換され得る。ある場合において、無人航空機の位置はさらにＥＮＵ座標系に変換される。距離は指定された時間間隔で計算され得る。

飛行制限区域は、無人航空機の電源をオンした時の無人航空機の近接性に基づいて、複数の可能性のある飛行制限区域から選択され得る。

場合によっては、飛行反応措置は、航空機を地上に自動的に着陸させ得る。別の実装において、飛行反応措置は、無人航空機のオペレータに航空機を地上に着陸させるための時間を提供し得、その後、無人航空機は自動的に着陸する。あるいは、飛行反応措置は、無人航空機のオペレータに、無人航空機が飛行制限区域の近くにあるという警告を喚起し得る。

本発明のさらなる態様は、プロセッサと１つ以上の推進ユニットを含む無人航空機を対象とし得る。プロセッサは（１）無人航空機と通信している外部デバイスの位置を受信し、外部デバイスの位置を用いて無人航空機の一般的な位置を測定し、（２）無人航空機の一般的な位置と飛行制限区域の位置の距離を計算し、かつ（３）距離が距離閾値内にあるかどうかを測定する。１つ以上の推進ユニットはプロセッサと通信し、距離が距離閾値内にある時、無人航空機が飛行反応措置を取ることを可能にする。

ある実施形態において、外部デバイスの位置は、外部デバイスにおけるＧＰＳ信号を利用して受信され得る。無人航空機の一般的な位置は外部デバイスの位置であり得る。外部デバイスは、データを無人航空機から受信可能なモバイル端末であり得る。データは、無人航空機のカメラによってキャプチャされた画像データを含み得、モバイル端末は、画像データを表示可能なディスプレイを含む。モバイル端末は、ある実装においてモバイルフォンであり得る。モバイル端末は、制御データを無人航空機に送信可能で、それによって、無人航空機の飛行を制御し得る。モバイル端末は、直接通信技術によって無人航空機と通信し得る。直接通信技術は、ＷｉＦｉまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈを含み得る。モバイル端末は、間接通信技術によって無人航空機と通信し得る。モバイル基地局を使用して、モバイル端末の位置を測定し得る。

無人航空機は、飛行制限区域の位置を記憶し、かつ複数の飛行制限区域の位置をさらに記憶するローカルメモリを備え得る。無人航空機が有線または無線接続によって外部デバイスと通信する時、ローカルメモリは複数の飛行制限区域の位置と共に更新され得る。ある事例において、無人航空機が通信ネットワークである時、ローカルメモリは複数の飛行制限区域の位置と共に更新される。

飛行制限区域は、本発明のある実装に従って空港であり得る。

プロセッサは、ＥＮＵ座標系を用いて距離を計算され得る。場合によっては、プロセッサは、無人航空機の位置をＥＣＥＦ座標系に変換する。プロセッサは、無人航空機の位置をＥＮＵ座標系にさらに変換され得る。ある事例において、プロセッサは、距離を指定された時間間隔で計算する。

プロセッサは、無人航空機の電源をオンした時の無人航空機の近接性に基づいて、飛行制限区域を複数の可能性のある飛行制限区域から選択され得る。

場合によっては、飛行反応措置は、航空機を地上に自動的に着陸させ得る。別の実装において、飛行反応措置は、無人航空機のオペレータに航空機を地上に着陸させるための時間を提供し得、その後、無人航空機は自動的に着陸する。あるいは、飛行反応措置は、無人航空機のオペレータに、無人航空機が飛行制限区域の近くにあるという警告を喚起し得る。

飛行制限区域に対する無人航空機の飛行反応を測定する方法は、本発明の別の態様に従って提供され得る。本方法は、以下を含み得る。無人航空機の位置を測定すること。飛行制限区域の位置を測定すること。プロセッサを利用して、無人航空機の位置及び飛行制限区域の位置を用いて、無人航空機と飛行制限区域の相対位置決めを計算すること。プロセッサを利用して、無人航空機が中に位置する管轄を、無人航空機の位置、及び管轄内で規定された１つ以上の飛行制限規則に基づいて測定すること。無人航空機と飛行制限区域の相対位置決めが１つ以上の飛行制限規則内にある時、無人航空機に飛行反応措置をするように命令すること。

無人航空機の位置は、無人航空機におけるＧＰＳ信号を利用して測定され得る。飛行制限区域の位置は、複数の飛行制限区域に対する位置を含む無人航空機のローカルメモリにアクセスすることによって、測定され得る。無人航空機が有線または無線接続によって外部デバイスと通信する時、ローカルメモリは複数の飛行制限区域の位置と共に更新され得る。無人航空機が通信ネットワークと通信する時、ローカルメモリは複数の飛行制限区域の位置と共に更新され得る。

飛行制限区域は空港であり得る。

無人航空機と飛行制限区域間の相対位置決めは、無人航空機と飛行制限区域の距離を含み得る。距離はＥＮＵ座標系を用いて計算され得る。距離が距離閾値内にある時、１つ以上の飛行制限規則は飛行反応措置を規定し得る。距離閾値は、管轄の１つ以上の飛行制限規則に基づいて選択され得る。管轄は国であり得、１つ以上の飛行制限規則は国の法律または規制を含み得る。

ある実施形態において、飛行反応措置は、航空機を地上に自動的に着陸させ得る。飛行反応措置は、無人航空機のオペレータに航空機を地上に着陸させるための時間を提供し、その後、他の実施形態に従って、無人航空機は自動的に着陸する。飛行反応措置は、無人航空機のオペレータに、無人航空機が飛行制限区域の近くにあるという警告を喚起し得る。

本発明の態様は、また、プロセッサと１つ以上の推進ユニットを含む無人航空機を提供し得る。プロセッサは（１）無人航空機の位置を受信し、無人航空機の位置と飛行制限区域の位置間の相対位置を計算し、（２）無人航空機が中に位置する管轄を、無人航空機の位置、及び管轄内で規定された１つ以上の飛行規則に基づいて、測定する。１つ以上の推進ユニットはプロセッサと通信し、無人航空機と飛行制限区域間の相対位置決めが１つ以上の飛行制限規則下にある時、無人航空機が飛行反応措置を取ることを可能にする。

無人航空機の位置は、無人航空機におけるＧＰＳ信号を利用して受信され得る。無人航空機は、飛行制限区域の位置を記憶し、かつ複数の飛行制限区域の位置をさらに記憶するローカルメモリを備え得る。無人航空機が有線または無線接続によって外部デバイスと通信する時、ローカルメモリは複数の飛行制限区域の位置と共に更新され得る。無人航空機が通信ネットワークと通信する時、ローカルメモリは複数の飛行制限区域の位置と共に更新され得る。

ある実施形態において、飛行制限区域は空港である。

無人航空機の間の相対位置決めは、無人航空機と飛行制限区域の距離を含み得る。プロセッサは、ＥＮＵ座標系を用いて距離を計算し得る。距離が距離閾値内にある時、１つ以上の飛行制限規則は飛行反応措置を規定し得る。距離閾値は、管轄の１つ以上の飛行制限規則に基づいて選択され得る。管轄は国であり得、１つ以上の飛行制限規則は国の法律または規制を含み得る。

ある実施形態において、飛行反応措置は、航空機を地上に自動的に着陸させ得る。飛行反応措置は、無人航空機のオペレータに航空機を地上に着陸させるための時間を提供し、その後、他の実施形態に従って、無人航空機は自動的に着陸する。飛行反応措置は、無人航空機のオペレータに、無人航空機が飛行制限区域の近くにあるという警告を喚起し得る。

さらに、本発明の態様は、無人航空機に対する離陸状況を測定するための方法を提供し得る。この方法は、以下を含む。静止状態の無人航空機の位置を地上で測定すること。飛行制限区域の位置を測定すること。プロセッサを利用して、無人航空機の位置及び飛行制限区域の位置を用いて、無人航空機と飛行制限区域の距離を計算すること。プロセッサを利用して、距離が距離閾値内にあるかどうかを測定すること。距離が距離閾値内にある時、無人航空機が表面から離陸を防ぐこと。

無人航空機の位置は、無人航空機におけるＧＰＳ信号を利用して測定され得る。飛行制限区域の位置は、複数の飛行制限区域に対する位置を含む無人航空機のローカルメモリにアクセスすることによって、測定され得る。無人航空機が有線または無線接続によって外部デバイスと通信する時、ローカルメモリは複数の飛行制限区域の位置と共に更新され得る。無人航空機が通信ネットワークと通信する時、ローカルメモリは複数の飛行制限区域の位置と共に更新され得る。

飛行制限区域は空港であり得る。

ある実施形態において、距離はＥＮＵ座標系を用いて計算され得る。無人航空機の位置はＥＣＥＦ座標系に変換され得る。無人航空機の位置はさらにＥＮＵ座標系に変換され得る。

飛行制限区域は、無人航空機の電源をオンした時の無人航空機の近接性に基づいて、複数の可能性のある飛行制限区域から選択され得る。

無人航空機は、本発明のさらなる態様に従って提供され得る。無人航空機は、プロセッサと１つ以上の推進ユニットを含み得る。プロセッサは（１）無人航空機の位置を受信し、無人航空機の位置と飛行制限区域の位置の距離を計算し、かつ（２）距離が距離閾値内にあるかどうかを測定する。１つ以上の推進ユニットは、プロセッサと通信し、プロセッサからの命令に反応して、距離が距離閾値を超える時、無人航空機が離陸を可能にし、かつ、距離が距離閾値内にある時、無人航空機が離陸するのを防ぐ。

ある実施形態において、無人航空機の位置は、無人航空機におけるＧＰＳ信号を利用して受信される。無人航空機は、飛行制限区域の位置を記憶し、かつ複数の飛行制限区域の位置をさらに記憶するローカルメモリを備え得る。無人航空機が有線または無線接続によって外部デバイスと通信する時、ローカルメモリは複数の飛行制限区域の位置と共に更新される。無人航空機が通信ネットワークと通信する時、ローカルメモリは複数の飛行制限区域の位置と共に更新され得る。

飛行制限区域は空港であり得る。

ある実装において、無人航空機のプロセッサは、ＥＮＵ座標系を用いて距離を計算し得る。プロセッサは、無人航空機の位置をＥＣＥＦ座標系に変換し得る。プロセッサは、無人航空機の位置をＥＮＵ座標系にさらに変換し得る。プロセッサは、無人航空機の電源をオンした時の無人航空機の近接性に基づいて、飛行制限区域を複数の可能性のある飛行制限区域から選択し得る。

本発明の異なる態様が、個別に、集合的に、または互いの組み合わせで、理解され得ることを理解されたい。本明細書に記載される本発明の種々の態様は、以下に記載される具体的な用途のいずれか、または任意の他の種類の可動物体に適用可能である。無人航空機等の航空機についての本明細書のいずれの説明も適用して、任意の輸送機等の任意の可動物体に使用できる。追加として、空中運動（例えば、飛行）の文脈において本明細書で開示される本システム、デバイス、及び方法は、また、地上もしくは水上の動き、水中の動き、または空中の動き等、他の種類の運動の文脈において適用され得る。

本発明の他の目的及び特徴は、本明細書、特許請求の範囲、及び添付の図面を確認することによって、明らかとなる。

参照による組み込み
本明細書に記載される全ての刊行物、特許及び特許出願は、各個別の刊行物、特許、または特許出願が、明確かつ個別に参照により組み込まれることが示されているのと同程度に、参照により本明細書に組み込まれる。

本発明の新規な特徴を、添付の特許請求の範囲において詳細に記載する。本発明の特徴及び利点のより良い理解は、本発明の原理が利用される例となる実施形態を記載した以下の詳細な説明及び添付の図面を参照することによって得られる。
本発明のある実施形態に従って、飛行制限区域に対する無人航空機の位置の例である。 本発明のある実施形態に従って、複数の飛行制限区域の近接ゾーンの例を示す。 本発明のある実施形態に従って、外部デバイスと通信している無人航空機の概略図である。 本発明のある実施形態に従って、全地球測位システム（ＧＰＳ）を用いて無人航空機の位置を判定する無人航空機の例である。 本発明のある実施形態に従って、モバイルデバイスと通信している無人航空機の例である。 本発明のある実施形態に従って、１つ以上のモバイルデバイスと通信している無人航空機の例である。 本発明のある態様に従って、機上メモリユニットを備えた無人航空機の例である。 本発明のある実施形態に従って、複数の飛行制限区域に対する無人航空機の例を示す。 本発明のある実施形態による無人航空機を図示する。 本発明のある実施形態に従って、支持機構及び搭載物を含む可動物体を図示する。 本発明のある実施形態に従って、可動物体を制御するシステムのブロック図としての概略図である。

本発明のシステム、デバイス、及び方法は、１つ以上の検出された飛行制限区域に応じて、飛行制御を航空機に提供する。航空機は、無人航空機（ＵＡＶ）、または任意の他の種類の可動物体であり得る。ある管轄は、ＵＡＶが飛行を許可されていない１つ以上の飛行禁止ゾーンを有する。例えば、米国において、ＵＡＶは、空港のある特定の近接内では飛行できない。したがって、ＵＡＶが飛行禁止区域内での飛行を防ぐためにＵＡＶに飛行禁止機能を提供する必要性がある。

空港等の１つ以上の飛行制限区域の位置は、ＵＡＶ機上に記憶され得る。あるいは、１つ以上の飛行制限区域の位置に関する情報は、ＵＡＶ機外のデータソースからアクセスされ得る。ＵＡＶの位置は判定され得る。これは、ＵＡＶの離陸前とＵＡＶの飛行中の少なくとも一方で起こり得る。ある事例において、ＵＡＶは、ＵＡＶの位置を判定するために使用できるＧＰＳ受信機を有し得る。他の例において、ＵＡＶは、モバイル制御端末等の外部デバイスと通信し得る。外部デバイスの位置を判定かつ使用して、ＵＡＶの位置を概算できる。

ＵＡＶと飛行制限区域の距離は計算され得る。計算された距離に基づいて、１つ以上の飛行反応措置は取られ得る。例えば、ＵＡＶが飛行制限区域の第１の半径内にある場合、ＵＡＶは自動的に着陸し得る。ＵＡＶが飛行制限区域の第２の半径内にある場合、ＵＡＶは、オペレータに着陸するための時間を与え得、その後、ＵＡＶは自動的に着陸する。ＵＡＶが飛行制限区域の第３の半径内にある場合、ＵＡＶは、ＵＡＶのオペレータに、飛行制限区域の近接性に関する警告を喚起し得る。ある事例において、ＵＡＶが飛行制限区域から特定の距離内にある場合、ＵＡＶは、離陸が不可能であり得る。

本明細書のシステム、デバイス、及び方法は、飛行制限区域への検出された近接性に対するＵＡＶの自動反応を提供し得る。異なる行動は、制限区域に対する異なる検出された距離に基づいて取られ得る。それによりユーザに、近過ぎない時に低減された干渉で行動を取ることを可能にさせる。また、ＵＡＶがあまりにも近くて規制を遵守してより大きな安全を提供できない時に自動着陸を提供するより大きな干渉を提供し得る。本明細書のシステム、デバイス、及び方法は、また、ＵＡＶの位置を判定するための様々なシステムを使用して、ＵＡＶが飛行制限区域内に不注意に飛行しないより大きな保証を提供し得る。

図１は、本発明のある実施形態に従って、飛行制限区域１１０に対する無人航空機の位置１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃの例である。

飛行制限区域１１０は任意の位置を有し得る。ある事例において、飛行制限区域の位置は点であり得、または飛行制限区域の中心または位置は点（例えば、緯度及び経度座標、場合によっては高度座標）によって指定され得る。例えば、飛行制限区域の位置は、空港の中心における点であるか、空港または他の種類の飛行制限区域を表し得る。他の例において、飛行制限区域の位置は空域または区域を含み得る。空域または区域１３０は、任意の形状（例えば、丸みを帯びた形状、矩形状、三角形状、その位置における１つ以上の自然または人工の特徴に対応する形状、１つ以上のゾーン分け規則に対応する形状、または任意の他の境界）を有し得る。例えば、飛行制限区域は、空港または他の種類の飛行制限区域の境界であり得る。ある事例において、飛行制限区域は空間を含み得る。空間は、緯度、経度、高度座標の少なくとも１つを含む３次元空間であり得る。３次元空間は、長さ、幅、高さの少なくとも１つを含み得る。飛行制限区域は、地面から地上の任意の高度までの空間を含み得る。これは、地上の１つ以上の飛行制限区域から真上方向への高度を含み得る。例えば、ある緯度及び経度に対して、全ての高度は飛行制限され得る。ある事例において、特定の側方域に対するある高度は飛行制限され得、一方で、その他はされない。例えば、ある緯度及び経度に対して、ある高度は飛行制限され得、一方で、その他はされない。このように、飛行制限区域は、以下の少なくとも一方が可能である。任意の数の次元、及び次元の測定を有する。これらの次元の位置によって、あるいは、その区域を表す空間、空域、線、もしくは点によって指定される。

飛行制限区域は、認可されていない航空機が飛行し得ない１つ以上の位置を含み得る。これは、認可されていない無人航空機（ＵＡＶ）または全てのＵＡＶを含み得る。飛行制限区域は、禁止領空を含み得、それは、通常安全性の関心事に起因して、中で航空機の飛行が許可されない領空の空域（または体積）を指し得る。禁止空域は、中で航空機の飛行が禁止されている地上の空域によって識別される画定された次元の領空を含み得る。このような空域は、安全性、または国民福祉に関連した他の理由のために確立され得る。これらの空域は、連邦公報において公開され得、米国内の航空図上、または様々な管轄内の他の刊行物において描写される。飛行制限区域は、１つ以上の特殊用途の領空（例えば、制限が指定された操作に関与していない航空機に課され得る場合）を含み得る。例えば、制限された領空（つまり、入国が典型的には全ての航空機から常に禁止され、領空の制御体からの離着陸許可に従わない場合）、軍事活動空域、警戒空域、警告空域、一時飛行制限（ＴＦＲ）空域、国家安全保障空域、及び射撃制限空域等。

飛行制限区域の例としては、下記が挙げられ得るが、限定されない。空港、飛行コリドー、軍事または他の政府施設、要人の近くの位置（例えば、大統領または他の指導者がある位置を訪問する時）、核施設、研究施設、民間領空、非武装ゾーン、ある特定の管轄（例えば、郡区、都市、郡、州／省、国、水域または他の自然のランドマーク）、または他の種類の飛行禁止ゾーン。飛行制限区域は、永続的飛行禁止ゾーンであり得るか、飛行が禁止されている一時空域であり得る。ある事例において、飛行制限区域の一覧は更新され得る。飛行制限区域は管轄によって変化し得る。例えば、ある国は飛行制限区域として学校を含み得、一方で、その他は含み得ない。

ＵＡＶ１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ等の航空機は、位置を有し得る。ＵＡＶの位置は、基準系（例えば、下にある地球、環境）に対するＵＡＶの１つ以上の座標であるように判定され得る。例えば、ＵＡＶの緯度と経度座標の少なくとも１つは判定され得る。場合によっては、ＵＡＶの高度は判定され得る。ＵＡＶの位置は、任意の程度の特性に対して判定され得る。例えば、ＵＡＶの位置は、約２０００メートル、１５００メートル、１２００メートル、１０００メートル、７５０メートル、５００メートル、３００メートル、１００メートル、７５メートル、５０メートル、２０メートル、１０メートル、７メートル、５メートル、３メートル、２メートル、１メートル、０．５メートル、０．１メートル、０．０５メートル、または０．０１メートル内に対して判定され得る。

ＵＡＶ１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃの位置は、飛行制限区域１１０の位置に対して判定され得る。これは、ＵＡＶの位置を表す座標を、飛行制限区域を表す位置の座標と比較することを含み得る。ある実施形態において、飛行制限区域とＵＡＶの相対位置を測定することは、飛行制限区域とＵＡＶの距離を計算することを含み得る。例えば、ＵＡＶ１２０Ａが第１の位置にある場合、ＵＡＶと飛行制限区域１１０の距離ｄ１は計算され得る。ＵＡＶ１２０Ｂが第２の位置にある場合、ＵＡＶと飛行制限区域の距離ｄ２は計算され得る。別の例において、ＵＡＶ１２０Ｃが第３の位置にある場合、ＵＡＶと飛行制限区域の距離ｄ３は計算され得る。ある事例において、ＵＡＶと飛行制限区域の距離だけが、位置付け、計算の少なくとも一方をされ得る。他の例において、ＵＡＶと飛行制限区域間の方向または方位等の他の情報は、計算され得る。例えば、ＵＡＶと飛行制限区域間の相対基本方向（例えば、北、西、南、東）、またはＵＡＶと飛行制限区域間の角度方向（例えば、間の角度）は、計算され得る。ＵＡＶと飛行制限区域間の相対速度及び加速度の少なくとも一方、ならびに関連方向は、計算される場合も、計算されない場合もある。

距離は、ＵＡＶが飛行中に、定期的にまたは連続的に計算され得る。距離は、検出された事象（例えば、前のある一定の時間にＧＰＳ信号を受信していない後、ＧＰＳ信号を受信すること）に応じて計算され得る。ＵＡＶの位置が更新されるので、飛行制限区域までの距離もまた再計算され得る。

ＵＡＶ１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃと飛行制限区域１１０の距離を使用して、飛行反応措置を取るべきか、どの種類の飛行反応措置を取るべきかのどちらか一方を判定できる。ＵＡＶによって取られ得る飛行反応措置の例としては、ＵＡＶをすぐに自動着陸させることが挙げられる。これはＵＡＶのオペレータがＵＡＶを地上に着陸するための時間を提供し、その後、ＵＡＶは、オペレータがまだＵＡＶを着陸させていない場合自動的に着陸する。そして、無人航空機のオペレータに、無人航空機が飛行制限区域の近くにあるという警告を喚起し、ＵＡＶの飛行経路を調整することによって自動的に回避行動を取るか、または任意の他の飛行反応措置を取ることになる。

１つの例において、距離ｄ１が距離閾値内にあるかどうかが判定され得る。距離が距離閾値を超える場合、いかなる飛行反応措置も必要とされ得ず、ユーザは、ＵＡＶを正常な動作または制御が可能であり得る。ある事例において、ユーザは、遠隔端末等の外部デバイスからＵＡＶへのリアルタイムの命令をすることによって、ＵＡＶの飛行を制御し得る。他の事例において、ユーザは、ＵＡＶによって従われ得る命令（例えば、飛行計画または経路）を前もってすることによって、ＵＡＶの飛行を制御し得る。距離ｄ１が距離閾値を下回る場合、飛行反応措置は取られ得る。飛行反応措置はＵＡＶの動作に影響し得る。飛行反応措置は、以下の少なくとも１つをし得る。ユーザから離れてＵＡＶを制御する。ユーザから離れてＵＡＶを制御する前に、是正処置を取るための限定された時間を提供する。警告または情報をＵＡＶに提供する。

距離は、ＵＡＶ及び飛行制限区域を表す座標の間で計算され得る。飛行反応措置は、計算された距離に基づいて取られ得る。飛行反応措置は、方向または任意の他の情報を考慮することなしに、距離によって判定され得る。あるいは、方向等の他の情報は考慮され得る。１つの例において、第１の位置１２０ＢにおけるＵＡＶは、飛行制限区域からの距離ｄ２であり得る。第２の位置１２０ＣにおけるＵＡＶは、飛行制限区域からの距離ｄ３であり得る。距離ｄ２及びｄ３は、実質的に同じであり得る。しかし、ＵＡＶ１２０Ｂ、１２０Ｃは、飛行制限区域に対して異なる方向にあり得る。ある事例において、飛行反応措置は、たとえあったにしても、距離だけに基づいてかつ方向に関係なく、ＵＡＶに対して同じであり得る。あるいは、方向または他の条件は考慮され得、もしかしたら異なる飛行反応措置が取られ得る。１つの例において、飛行制限区域は、空域１３０または空間上で提供され得る。この空域または空間は、飛行制限区域１１０を表す座標から等距離である部分、または等距離でない部分を含み得る。ある事例において、飛行制限区域が東にさらに延びる場合、たとえｄ３がｄ２と同じでも、異なる飛行反応措置が取られる場合もあり、取られない場合もある。距離は、ＵＡＶと飛行制限区域の座標との間で計算され得る。あるいは、ＵＡＶから飛行制限区域の最も近い境界までの距離は考慮され得る。

ある例において、単一の距離閾値は提供され得る。距離閾値を超える距離は、ＵＡＶの通常動作を許可し、一方で、距離閾値内の距離は飛行反応措置を取らせ得る。他の例において、複数の距離閾値は提供され得る。異なる飛行反応措置は、ＵＡＶが中にあるどの距離閾値かに基づいて選択され得る。ＵＡＶと飛行制限区域の距離に従って、異なる飛行反応措置が取られ得る。

１つの例において、距離ｄ２は、ＵＡＶ１２０Ｂと飛行制限区域１１０との間で計算され得る。距離が第１の距離閾値内にある場合、第１の飛行反応措置は取られ得る。距離が第２の距離閾値内にある場合、第２の飛行反応措置は取られ得る。ある事例において、第２の距離閾値が第１の距離閾値よりも大きいことがあり得る場合。距離が両方の距離閾値を満たす場合、第１の飛行反応措置と第２の飛行反応措置との両方が取られ得る。あるいは、距離が第２の距離閾値内かつ第１の距離閾値外にある場合、第２の飛行反応措置は第１の飛行反応措置を取ることなしに取られる。また、距離が第１の距離閾値内にある場合、第１の飛行反応措置は第２の飛行反応措置を取ることなしに取られる。任意の数の距離閾値と対応する飛行反応措置の少なくとも１つは、提供され得る。例えば、第３の距離閾値は提供され得る。第３の距離閾値は、第１と第２の距離閾値の少なくとも１つよりも大きいことがあり得る。距離が第３の距離閾値内にある場合、第３の飛行反応措置は取られ得る。第１及び第２の距離閾値もまた各々満たされる場合、第３の飛行反応措置は、第１及び第２の飛行反応措置等の他の飛行反応措置と併せて取られ得る。あるいは、第３の飛行反応措置は、第１及び第２の飛行反応措置を取ることなしに取られ得る。

距離閾値は、任意の値を有し得る。例えば、距離閾値は、約数メートル、数十メートル、数百メートル、または数千メートルであり得る。距離閾値は、約０．１マイル、０．５マイル、１マイル、２マイル、２．５マイル、３マイル、３．５マイル、４マイル、４．５マイル、５マイル、５．５マイル、６マイル、６．５マイル、７マイル、７．５マイル、８マイル、８．５マイル、９マイル、９．５マイル、１０マイル、１１マイル、１２マイル、１３マイル、１４マイル、１５マイル、１７マイル、２０マイル、３０マイル、４０マイル、５０マイル、７５マイル、または１００マイルでもよい。距離閾値は、場合によっては飛行制限区域に対する規制に整合し得る（例えば、ＦＡＡ規制がＵＡＶに空港のＸマイル内で飛行することを許可しなかった場合、距離閾値は場合によってはＸマイルであり得る）。あるいは飛行制限区域に対する規制よりも大きくてもよい（例えば、距離閾値がＸマイルよりも大きくてもよい）。または飛行制限区域に対する規制よりも小さくてもよい（例えば、距離閾値はＸマイルよりも小さくてもよい）。任意の距離値による規制よりも大きくてもよい（例えば、Ｘ＋０．５マイル、Ｘ＋１マイル、Ｘ＋２マイル等であり得る）。他の実装において、任意の距離値による規制よりも小さくてもよい（例えば、Ｘ−０．５マイル、Ｘ−１マイル、Ｘ−２マイル等であり得る）。

ＵＡＶの位置は、ＵＡＶが飛行中に判定され得る。ある事例において、ＵＡＶの位置は、ＵＡＶが飛行中ではない時に判定され得る。例えば、ＵＡＶの位置は、ＵＡＶが地上で停止している時に判定され得る。ＵＡＶ位置は、ＵＡＶの電源をオンする時、及び表面から離陸する前に、測定され得る。ＵＡＶと飛行制限区域の距離は、ＵＡＶが地上にある間（例えば、離陸前、着陸後）に測定され得る。距離が距離閾値を下回る場合、ＵＡＶは離陸を拒み得る。例えば、ＵＡＶが空港の４．５マイル内にある場合、ＵＡＶは離陸を拒み得る。別の例において、ＵＡＶが空港の５マイル内にある場合、ＵＡＶは離陸を拒み得る。本明細書の他の箇所に記載されるような任意の距離閾値を使用できる。ある事例において、複数の距離閾値は提供され得る。距離閾値に従って、ＵＡＶは異なる離陸措置を有し得る。例えば、ＵＡＶが第１の距離閾値を下回る場合、ＵＡＶは離陸できない可能性がある。ＵＡＶが第２の距離閾値内にある場合、ＵＡＶは離陸が可能であり得るが、飛行時間は非常に限られている可能性がある。別の例において、ＵＡＶが第２の距離閾値内にある場合、ＵＡＶは離陸が可能であり得るが、飛行制限区域から離れて飛行する（例えば、ＵＡＶと飛行制限区域の距離を増加させる）ことができ得るのみである。別の例において、ＵＡＶが第２の距離閾値または第３の距離閾値を下回る場合、ＵＡＶは、離陸が可能である一方、ＵＡＶのオペレータに、ＵＡＶが飛行制限区域の近くにあるという警告を喚起し得る。

図２は、本発明のある実施形態に従って、複数の飛行制限区域の近接ゾーン２２０Ａ、２２０Ｂ、２２０Ｃの例を示す。飛行制限区域２１０が示され得る。飛行制限区域の位置は、座標（つまり、点）、空域、または空間の集合によって表現され得る。１つ以上の飛行制限近接ゾーンは、飛行制限区域の周りにあり得る。

１つの例において、飛行制限区域２１０は空港であり得る。本明細書に記載される全ての空港の記述は、任意の他の種類の飛行制限区域に適用され得、またはその逆も同様である。第１の飛行制限近接ゾーン２２０Ａは、空港が中にある状態であり得る。１つの例において、第１の飛行制限近接ゾーンは、空港の第１の半径内の全てを含み得る。例えば、第１の飛行制限近接ゾーンは、空港の４．５マイル内の全てを含み得る。第１の飛行制限近接ゾーンは、空港の第１の半径内の全てを含む実質的な円形状を有し得る。飛行制限近接ゾーンは任意の形状を有し得る。ＵＡＶが第１の飛行制限近接ゾーン内に位置する場合、第１の飛行反応措置は取られ得る。例えば、ＵＡＶが空港の４．５マイル内にある場合、ＵＡＶは自動的に着陸し得る。ＵＡＶは、ＵＡＶのオペレータからの任意の入力なしに自動的に着陸し得るか、またはＵＡＶのオペレータからの入力を組み込み得る。ＵＡＶは、高度を自動的に減少し始め得る。ＵＡＶは、所定の度合で高度を減少し得るか、着陸すべき度合を判定する上で位置データを組み込み得る。ＵＡＶは、着陸するための望ましい地点を見出し得るか、またはすぐに任意の位置で着陸し得る。ＵＡＶは、着陸するための位置を見出す時、ＵＡＶのオペレータからの入力を考慮する場合もあり、考慮しない場合もある。第１の飛行反応措置は、ユーザが空港の近くに飛行できることを防ぐソフトウェア措置であり得る。直接着陸順序は、ＵＡＶが第１の飛行制限近接ゾーン内にある時、自動的に開始され得る。

第２の飛行制限近接ゾーン２２０Ｂは、空港の周りにあり得る。第２の飛行制限近接ゾーンは、空港の第２の半径内の全てを含み得る。第２の半径は第１の半径よりも大きくてもよい。例えば、第２の飛行制限近接ゾーンは、空港の５マイル内の全てを含み得る。別の例において、第２の飛行制限近接ゾーンは、空港の５マイル内かつ空港の第１の半径（例えば、４．５マイル）外の全てを含み得る。第２の飛行制限近接ゾーンは、空港の第２の半径内の全てを含む実質的な円形状、または空港の第２の半径内かつ空港の第１の半径外の全てを含む実質的な輪状を有し得る。ＵＡＶが第２の飛行制限近接ゾーン内に位置する場合、第２の飛行反応措置は取られ得る。例えば、ＵＡＶが空港の５マイル内かつ空港の４．５マイル外にある場合、ＵＡＶは、ＵＡＶのオペレータに所定の時間（例えば、１時間、３０分、１４分、１０分、５分、３分、２分、１分、４５秒、３０秒、１５秒、１０秒、または５秒）内に着陸することを促してもよい。ＵＡＶが所定の時間内に着陸されない場合、ＵＡＶは自動的に着陸し得る。

ＵＡＶが第２の飛行制限近接ゾーン内にある時、ＵＡＶは、ユーザに（例えば、モバイルアプリケーション、飛行ステータスインジケーター、オーディオインジケーター、または他のインジケーターによって）所定の時間（例えば、１分）内に着陸するように促し得る。時間内に、ＵＡＶのオペレータは、ＵＡＶを所望の着陸面に航行するための命令と手動着陸命令の少なくとも一方をし得る。所定の時間が超えられた後、ＵＡＶは、ＵＡＶのオペレータからの任意の入力なしに自動的に着陸し得るか、またはＵＡＶのオペレータからの入力を組み込み得る。ＵＡＶは、所定の時間後、高度を自動的に減少し始め得る。ＵＡＶは、所定の度合で高度を減少し得るか、着陸すべき度合を判定する上で位置データを組み込み得る。ＵＡＶは、着陸するための望ましい地点を見出し得るか、またはすぐに任意の位置で着陸し得る。ＵＡＶは、着陸するための位置を見出す時、ＵＡＶのオペレータからの入力を考慮する場合もあり、考慮しない場合もある。第２の飛行反応措置は、ユーザが空港の近くに飛行できることを防ぐソフトウェア措置であり得る。時間遅延着陸順序は、ＵＡＶが第２の飛行制限近接ゾーン内にある時、自動的に開始され得る。ＵＡＶが第２の飛行制限近接ゾーン外で指定された時間内で飛行できる場合、自動着陸順序は効力を生じ得ず、オペレータはＵＡＶの正常な飛行制御を再開できる可能性がある。指定された時間は、オペレータがＵＡＶを着陸させるか空港近くの空域を出るための猶予期間として機能し得る。

第３の飛行制限近接ゾーン２２０Ｃは、空港の周りにあり得る。第３の飛行制限近接ゾーンは、空港の第３の半径内の全てを含み得る。第３の半径は、第１の半径と第２の半径の少なくとも一方よりも大きくてもよい。例えば、第３の飛行制限近接ゾーンは、空港の５．５マイル内の全てを含み得る。別の例において、第３の飛行制限近接ゾーンは、空港の５．５マイル内かつ空港の第２の半径（例えば、５マイル）外の全てを含み得る。第３の飛行制限近接ゾーンは、空港の第３の半径内の全てを含む実質的な円形状、または空港の第３の半径内かつ空港の第２の半径外の全てを含む実質的な輪状を有し得る。ＵＡＶが第３の飛行制限近接ゾーン内に位置する場合、第３の飛行反応措置は取られ得る。例えば、ＵＡＶが空港の５．５マイル内かつ空港の５マイル外にある場合、ＵＡＶは、警告をＵＡＶのオペレータに送り得る。あるいは、ＵＡＶが空港の５．５マイル内のどこかにある場合、警告を喚起し得る。

第１、第２、第３の少なくとも１つの飛行制限近接ゾーンの次元を説明するために用いられる任意の数値は、例によってのみ示され、本明細書の他の箇所に記載されるような任意の他の距離閾値または次元と交換され得る。

ＵＡＶが第３の飛行制限近接ゾーン内にある時、ＵＡＶは、飛行制限区域の極めて近接にあることに関して、ユーザに（例えば、モバイルアプリケーション、飛行ステータスインジケーター、オーディオインジケーター、または他のインジケーターによって）警告し得る。ある例において、警告は、外部デバイスによる視覚警告、オーディオ警告、または触覚警告を含み得る。外部デバイスは、モバイルデバイス（例えば、タブレット、スマートフォン、遠隔制御装置）または固定式デバイス（例えば、コンピュータ）であり得る。他の例において、警告はＵＡＶ自体により行われ得る。警告としては、閃光、テキスト、画像とビデオ情報のいずれかあるいは両方、ビープ音またはトーン、オーディオ音声または情報、振動、他の種類の警告のうち少なくとも１つが挙げられ得る。例えば、モバイルデバイスは、振動して警告を表示し得る。別の例において、ＵＡＶは、光の点滅と騒音の少なくとも一方の警告を表示し得る。このような警告は、他の飛行反応措置と組み合わせて、または単独でされ得る。

１つの例において、飛行制限区域に対するＵＡＶの位置は測定され得る。ＵＡＶが第１の飛行制限近接ゾーン内にある場合、ＵＡＶは離陸できない可能性がある。例えば、ＵＡＶが飛行制限区域（例えば、空港）の４．５マイル内にある場合、ＵＡＶは離陸が可能であり得ない。なぜＵＡＶが離陸できないかについての情報は、ユーザに伝達される場合もあり、されない場合もある。ＵＡＶが第２の飛行制限近接ゾーン内にある場合、ＵＡＶは離陸できる可能性があるか、可能性がない。例えば、ＵＡＶが空港の５マイル内にある場合、ＵＡＶは離陸できない可能性がある。あるいは、ＵＡＶは、以下のように離陸が制限された飛行性能を有することが可能であり得る。例えば、飛行制限区域から離れた飛行のみ。特定の高度までの飛行のみ。または飛行し得る限定された時間を有すること。ＵＡＶは第３の飛行制限近接ゾーン内にある場合、離陸できる可能性があるか、可能性がない。例えばＵＡＶは、空港の５．５マイル内にある場合、空港の近接性に関してユーザに警告をし得る。距離、方位、空港名、施設の種類、または他の情報は、警告においてユーザに提供され得る。警告は、ＵＡＶが空港の５．５マイル内で５マイル外にある時、ユーザに出され得る。別の例において、警告は、ＵＡＶが５．５マイル内にある場合出され得、他の離陸反応と組み合わされるか、単独で出され得る。これは、ＵＡＶが飛行制限区域内で飛行するのを防ぎ得る安全措置を取り得る。

ある事例において、飛行制限区域により近い飛行反応措置は、着陸するためにＵＡＶによってより高速な反応をし得る。これは、ＵＡＶの飛行を制御する上でユーザの自主性を低減し得、規制の充分に遵守し、より大きな安全措置を取り得る。さらなる飛行制限区域からの飛行反応措置は、ユーザにＵＡＶのより大きな制御を有することを可能にさせ得る。これは、ＵＡＶを制御する上で、ユーザの自主性を増加し、ユーザに行動を取らせてＵＡＶが制限された領空に入ることを防ぎ得る。距離を使用して、ＵＡＶが制限された領空の範囲内にある危険性または可能性を測り、危険性の測定に基づいて適切なレベルの行動を取り得る。

図３は、本発明のある実施形態に従って、外部デバイス３１０と通信している無人航空機３００の概略図である。

ＵＡＶ３００は、ＵＡＶの位置を制御し得る１つ以上の推進ユニットを含み得る。推進ユニットは、ＵＡＶの位置（例えば、緯度、経度、高度等の３つまでの方向に対する）、及び、ＵＡＶの配向（例えば、ピッチ、ヨー、ロール等の３つまでの回転軸に対する）の少なくとも一方を制御し得る。推進ユニットは、ＵＡＶの位置を維持するか変化させることを可能にし得る。推進ユニットは、ＵＡＶに対する揚力を生成するために回転し得る１つ以上のロータ羽根を含み得る。推進ユニットは、１つ以上のモータ等の１つ以上の作動装置３５０によって駆動され得る。ある事例において、単一のモータは単一の推進ユニットを駆動し得る。他の例において、単一のモータは複数の推進ユニットを駆動し得るか、または単一の推進ユニットは複数のモータによって駆動され得る。

ＵＡＶ３００の１つ以上の作動装置３５０の操作は、飛行制御装置３２０によって制御され得る。飛行制御装置は、１つ以上のプロセッサとメモリユニットの少なくとも１つを含み得る。メモリユニットは、非一過性コンピュータ可読媒体を含み得、それは、１つ以上のステップを行うためのコード、論理、または命令を含み得る。プロセッサは、本明細書に記載される１つ以上のステップの実行が可能であり得る。プロセッサは、非一過性コンピュータ可読媒体に従ってステップを実行し得る。プロセッサは、位置に基づく計算の実行と、ＵＡＶに対する飛行コマンドを生成するためのアルゴリズムの利用、の少なくとも一方が可能である。

飛行制御装置３２０は、受信機３３０と位置入力装置３４０の少なくとも一方から情報を受信し得る。受信機３３０は、外部デバイス３１０と通信し得る。外部デバイスは遠隔端末であり得る。外部デバイスは、ＵＡＶの飛行を制御する１つ以上の組の命令をし得る制御装置であり得る。ユーザは、ＵＡＶの飛行を制御する命令を出すために外部デバイスと相互作用し得る。外部デバイスは、ＵＡＶの飛行を制御する結果となり得るユーザ入力を受容し得るユーザインターフェースを有してもよい。外部デバイスの例は、本明細書の他の箇所により詳細に記載される。

外部デバイス３１０は、無線接続によって受信機３３０と通信し得る。無線通信は、以下の少なくとも１つで起こり得る。直接、外部デバイスと受信機との間。ネットワーク。間接通信の他の形式上。ある実施形態において、無線通信は、近接性に基づく通信であり得る。例えば、外部デバイスは、ＵＡＶの動作を制御するために、ＵＡＶから所定の距離内にあり得る。あるいは、外部デバイスは、ＵＡＶの所定の近接内にある必要はない。通信は、以下で直接起こり得る。ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等の広域ネットワーク（ＷＡＮ）、クラウド環境、電気通信ネットワーク（例えば、３Ｇ、４Ｇ）、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、無線周波数（ＲＦ）、赤外線（ＩＲ）、または任意の他の通信技法上。代替の実施形態において、外部デバイスと受信機の通信は、有線接続によって起こり得る。

外部デバイスとＵＡＶ間の通信は、二方向通信と一方向通信のいずれかあるいは両方であり得る。例えば、外部デバイスは、ＵＡＶの飛行を制御し得るＵＡＶへの命令をし得る。外部デバイスは、ＵＡＶの他の動作を操作し得る。例えば、ＵＡＶの１つ以上の設定、１つ以上のセンサ、１つ以上の搭載物の動作、搭載物の支持機構の動作、またはＵＡＶの任意の他の動作。ＵＡＶは、データを外部デバイスに提供し得る。データは、以下を含み得る。ＵＡＶの位置についての情報、ＵＡＶの１つ以上のセンサによって検出されるデータ、ＵＡＶの搭載物によってキャプチャされる画像、またはＵＡＶからの他のデータ。外部デバイスからの命令とＵＡＶからのデータの少なくとも一方は、同時にまたは連続的に送信され得る。それらは、同じ通信チャンネルまたは異なる通信チャンネル上で転送され得る。ある事例において、外部デバイスからの命令は、飛行制御装置に伝達され得る。飛行制御装置は、コマンド信号をＵＡＶの１つ以上の作動装置に生成する上で、飛行制御命令を外部デバイスから利用し得る。

ＵＡＶは、また、位置入力装置３４０を含み得る。位置入力装置を使用して、ＵＡＶの位置を判定できる。位置は、航空機の緯度、経度、高度の少なくとも１つを含み得る。ＵＡＶの位置は、固定基準系（例えば、地理的な座標）に対して判定され得る。ＵＡＶの位置は、飛行制限区域に対して判定され得る。固定基準系に対する飛行制限区域の位置を使用して、ＵＡＶと飛行制限区域間の相対位置を判定できる。位置入力装置は、任意の技法を使用して、または当該技術分野で後に開発されて、ＵＡＶの位置を判定できる。例えば、位置入力装置は、外部位置ユニット３４５から信号を受信し得る。１つの例において、位置入力装置は全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機であり得、外部位置ユニットはＧＰＳ衛星であり得る。別の例において、位置入力装置は、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）、超音波センサ、視覚センサ（例えば、カメラ）、または外部位置ユニットと通信している通信ユニットであり得る。外部位置ユニットとしては、位置情報を提供可能であり得る、衛星、塔、または他の構造が挙げられ得る。１つ以上の外部位置ユニットは、ＵＡＶの位置を提供するために、１つ以上の三角測量技法を利用し得る。ある事例において、外部位置ユニットは、外部デバイス３１０または他の遠隔制御デバイスであり得る。外部デバイスの位置は、ＵＡＶの位置として、またはＵＡＶの位置を判定するために使用できる。外部デバイスの位置は、外部デバイス内の位置ユニットと、外部デバイスの位置を判定できる１つ以上の基地局の少なくとも１つを用いて、判定され得る。外部デバイスの位置ユニットは、以下を使用できるが、限定されない。ＧＰＳ、レーザ、超音波、視覚、慣性、赤外線、または他の位置検出技法を含む本明細書に記載される技法のいずれか。外部デバイスの位置は、ＧＰＳ、レーザ超音波、視覚、慣性、赤外線、三角測量、基地局、塔、中継、または任意の他の技法等の任意の技法を用いて、判定され得る。

代替の実施形態において、外部デバイスまたは外部位置ユニットは、ＵＡＶの位置を判定するために必要とされ得ない。例えば、ＩＭＵは、ＵＡＶの位置を判定するために使用できる。ＩＭＵは、１つ以上の加速度計、１つ以上のジャイロスコープ、１つ以上の磁気探知機、またはそれらの好適な組み合わせを含み得る。例えば、ＩＭＵは、最大３つの並進軸に沿って可動物体の線加速度を測定するための最大３つの直交加速度計、及び最大３つの回転軸についての角加速度を測定するための最大３つの直交ジャイロスコープを含み得る。航空機の運動がＩＭＵの運動に対応するように、ＩＭＵは、しっかりと航空機に接続され得る。あるいは、ＩＭＵは、最大６自由度に関して航空機に対して移動することを許可され得る。ＩＭＵは、航空機に直接載置されるか、または航空機に載置された支持構造に接続され得る。ＩＭＵは、可動物体の筐体の外または内に設置され得る。ＩＭＵは、永久にまたは取り外し可能に可動物体に取り付けられ得る。ある実施形態において、ＩＭＵは、航空機の搭載物の要素であり得る。ＩＭＵは、航空機の位置、配向、速度、と加速度の少なくとも１つ等の航空機の運動を示す信号を提供し得る（例えば、１つ、２つ、または３つの平進軸、及び１つ、２つ、または３つの回転軸のいずれかあるいは両方に対する）。例えば、ＩＭＵは、航空機の加速度を表す信号を検出し得、信号は、一度積分されて速度情報を提供し、二度積分されて位置と配向情報の少なくとも１つを提供し得る。ＩＭＵは、任意の外部環境要因と相互作用することなく、または任意の信号を航空機の外から受信することなく、航空機の加速度、速度、位置／配向の少なくとも１つを判定することが可能でもよい。ＩＭＵは、あるいは、ＧＰＳ、視覚センサ、超音波センサ、または通信ユニット等の他の位置判定デバイスと合わせて使用できる。

位置入力装置３４０によって判定された位置は、作動装置に提供される１つ以上のコマンド信号の生成において、飛行制御装置３２０によって使用できる。例えば、位置入力装置の情報に基づいて判定され得るＵＡＶの位置を使用して、ＵＡＶによって取られる飛行反応措置を判定できる。ＵＡＶの位置を使用して、ＵＡＶと飛行制限区域の距離を計算し得る。飛行制御装置は、プロセッサを利用して距離を計算し得る。飛行制御装置は、どの飛行反応措置が、もしあれば、ＵＡＶによって取られる必要があるのかを判定し得る。飛行制御装置は、ＵＡＶの飛行を制御し得る作動装置（複数可）に対するコマンド信号を判定し得る。

ＵＡＶの飛行制御装置は、位置入力装置（例えば、ＧＰＳ受信機）によってそれ自身の現在位置と、飛行制限区域（例えば、空港の位置の中心、または空港の位置を表す他の座標）に対する距離を計算し得る。当該技術分野で公知のまたは後で開発される任意の距離の計算を使用できる。

１つの実施形態において、２点（つまり、ＵＡＶと飛行制限区域）間の距離は、次の技法を用いて計算され得る。地球中心、地球固定（ＥＣＥＦ）座標系があり得る。ＥＣＥＦ座標系はデカルト座標系であり得る。それは、位置をＸ、Ｙ、及びＺ座標として表現し得る。局所東、北、上（ＥＮＵ）座標は、特定の位置に固定された地球の表面に接する面から形成される。したがって、それは、「局所正接」または「局所測地」平面として時には知られる。東の軸はｘ、北はｙ、上はｚと呼ばれる。

航行計算に対して、位置データ（例えば、ＧＰＳ位置データ）はＥＮＵ座標系に変換され得る。変換は以下の２つのステップを含み得る。
１）データは、測地系からＥＣＥＦに変換され得る。


式中、


ａ及びｅは、それぞれ、楕円体の半長軸及び第１の数値離心率である。
Ｎ（Φ）は、正規と呼ばれ、正規楕円体に沿っての表面からＺ軸までの距離である。
２）ＥＣＥＦシステム内のデータは、その後ＥＮＵ座標系に変換され得る。
データをＥＣＥＦからＥＮＵ系に変形するために、局部基準は、ＵＡＶがＵＡＶに送信される任務をちょうど受信する時、その位置に対して選択され得る。

計算は半正矢公式を用い得、それは、以下の地球の表面上の２点ＡとＢの距離を算出し得る。

式中
、
、また、Ｒ_ｅは、地球の半径である。

ＵＡＶが現在位置、及び空港等の何千もの潜在的な飛行制限区域への距離を連続的に計算している場合、高い計算能力を使用できる。これは、ＵＡＶの１つ以上のプロセッサの操作を減速させる結果になり得る。計算を単純化と加速のいずれかあるいは両方をするための、１つ以上の技法を使用できる。

１つの例において、ＵＡＶと飛行制限区域間の相対位置と距離の少なくとも１つは、指定された時間間隔で計算され得る。例えば、計算は、１時間ごと、３０分ごと、１５分ごと、１０分ごと、５分ごと、３分ごと、２分ごと、１分ごと、４５秒ごと、３０秒ごと、１５秒ごと、１２秒ごと、１０秒ごと、７秒ごと、５秒ごと、３秒ごと、１秒ごと、０．５秒ごと、または０．１秒ごとに起こり得る。計算は、ＵＡＶと１つ以上の飛行制限区域（例えば、空港）との間で行われ得る。

別の例において、航空機の位置を最初に得る（例えば、ＧＰＳ受信機によって）ごとに、相対的に遠方にある空港は外され得る。例えば、遠く離れている空港は、ＵＡＶに対する任意の関心をもたらす必要がない。１つの例において、距離閾値外の飛行制限区域は無視され得る。例えば、ＵＡＶの飛行範囲外の飛行制限区域は、無視され得る。例えば、ＵＡＶが単一の飛行で１００マイル飛行可能場合、ＵＡＶの電源をオンした時に１００マイルを超えて離れている空港等の飛行制限区域は、無視され得る。ある事例において、距離閾値は、ＵＡＶの種類またはＵＡＶ飛行の能力に基づいて選択され得る。

ある例において、距離閾値は、約１０００マイル、７５０マイル、５００マイル、３００マイル、２５０マイル、２００マイル、１５０マイル、１２０マイル、１００マイル、８０マイル、７０マイル、６０マイル、５０マイル、４０マイル、３０マイル、２０マイル、または１０マイルでもよい。遠隔飛行制限区域を考慮の対象から外すことは、これらの点に対する距離を計算するごとに、ほんのわずかの近い座標しか残し得ない。例えば、複数の空港または他の種類の飛行制限区域だけが、ＵＡＶからの距離閾値内にあり得る。例えば、ＵＡＶの電源を最初にオンする時、複数の空港だけが、ＵＡＶまでの対象の距離内にあり得る。これらの空港に対するＵＡＶの距離は計算され得る。それらは、リアルタイムで連続的に計算され得るか、または検出された条件に応じた時間間隔で定期的に更新され得る。対象の飛行制限区域の数を減少させることで、より小さな計算能力が用いられ得、計算はより高速で起こり、ＵＡＶの他の操作の手間を省き得る。

図４は、本発明のある実施形態に従って、全地球測位システム（ＧＰＳ）を用いて無人航空機の位置を判定する無人航空機の例である。ＵＡＶはＧＰＳモジュールを有し得る。ＧＰＳモジュールは、ＧＰＳ受信機４４０とＧＰＳアンテナ４４２の少なくとも１つを含み得る。ＧＰＳアンテナは、ＧＰＳ衛星または他の構造から１つ以上の信号を受信し、キャプチャされた情報をＧＰＳ受信機に伝達し得る。ＧＰＳモジュールは、また、マイクロプロセッサ４２５を含み得る。マイクロプロセッサは、ＧＰＳ受信機から情報を受信し得る。マイクロプロセッサは、未加工な形式でデータをＧＰＳ受信機から伝達し得るか、またはそれを加工もしくは分析し得る。マイクロプロセッサは、ＧＰＳ受信機データを用いた計算と、計算に基づいた位置情報の提供の少なくとも一方をし得る。

ＧＰＳモジュールは、飛行制御装置４２０に動作可能に接続され得る。ＵＡＶの飛行制御装置は、ＵＡＶの１つ以上の作動装置に提供されるコマンド信号を生成し、それによってＵＡＶの飛行を制御し得る。任意の接続は、ＧＰＳモジュールと飛行制御装置間で提供され得る。例えば、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）バス等の通信バスを使用して、ＧＰＳモジュールと飛行制御装置を接続できる。ＧＰＳ受信機は、データをＧＰＳアンテナによって受信し得、データをマイクロプロセッサに通信し得る。それはデータを通信バスによって飛行制御装置に通信し得る。

ＵＡＶは、離陸前にＧＰＳ信号を見出し得る。ある事例において、ＵＡＶの電源をオンすると、ＵＡＶはＧＰＳ信号を検索し得る。ＧＰＳ信号が見出される場合、ＵＡＶは、離陸前にその位置を判定できる可能性がある。ＵＡＶが離陸した前にＧＰＳ信号が見出される場合、１つ以上の飛行制限区域に対するその距離を判定し得る。距離が距離閾値を下回る（例えば、飛行制限区域の所定の半径内にある）場合、ＵＡＶは離陸を拒み得る。例えば、ＵＡＶが空港の５マイル内の範囲にある場合、ＵＡＶは離陸を拒み得る。

ある実施形態において、ＵＡＶが離陸前にＧＰＳ信号を見出せない場合、離陸を拒み得る。あるいは、ＵＡＶは、離陸前にＧＰＳ信号を見出せないとしても、離陸し得る。別の例において、飛行制御装置がＧＰＳモジュール（ＧＰＳ受信機、ＧＰＳアンテナ、マイクロプロセッサの少なくとも１つを含み得る）の存在を検出できない場合、離陸を拒み得る。ＧＰＳ信号の取得不能及びＧＰＳモジュールの存在の検出不能は、異なる状況として処理され得る。例えば、ＧＰＳ信号の取得不能は、ＧＰＳモジュールが検出される場合、ＵＡＶの離陸を防ぎ得ない。これは、ＵＡＶが離陸後にＧＰＳ信号が受信され得るための可能性がある。ある事例において、モジュールが検出されて操作中である限り、ＵＡＶの高度を上げること、またはＵＡＶの周りの障害物をより少なくすることは、ＧＰＳ信号の受信をより容易にし得る。ＵＡＶが飛行中にＧＰＳ信号を見出す場合、その位置を取得し、緊急措置を取り得る。したがって、ＧＰＳ信号が離陸前に検出されるかどうかに関わらず、ＧＰＳモジュールが検出される時にＵＡＶの離陸許可が望ましいことがあり得る。あるいは、ＵＡＶは、ＧＰＳ信号が検出される時に離陸し得、ＧＰＳ信号が検出されない時に離陸し得ない。

ある実施形態は、航空機のＧＰＳモジュールに依拠してＵＡＶの位置を判定し得る。ＧＰＳモジュールが成功裏に位置を判定するのに時間が長くかかり過ぎる場合、飛行の性能に影響を与える。ＵＡＶの飛行機能性は、ＧＰＳモジュールが非操作中かＧＰＳ信号が検出され得ない場合、限定され得る。ある事例において、他のシステム及び方法を使用して、ＵＡＶの位置を判定できる。他の位置技法は、ＧＰＳと組み合わせてまたはＧＰＳの代わりに用いられ得る。

図５は、本発明のある実施形態に従って、モバイルデバイスと通信している無人航空機の例である。ＵＡＶはＧＰＳモジュールを有し得る。ＧＰＳモジュールは、ＧＰＳ受信機５４０とＧＰＳアンテナ５４２の少なくとも１つを含み得る。ＧＰＳアンテナは、ＧＰＳ衛星または他の構造から１つ以上の信号を受信し、キャプチャされた情報をＧＰＳ受信機に伝達し得る。ＧＰＳモジュールは、また、マイクロプロセッサ５２５を含み得る。マイクロプロセッサは、ＧＰＳ受信機から情報を受信し得る。ＧＰＳモジュールは、飛行制御装置５２０に動作可能に接続され得る。

ある事例において、飛行制御装置５２０は通信モジュールと通信し得る。１つの例において、通信モジュールは無線モジュールであり得る。無線モジュールは、外部デバイス５７０との直接無線通信を可能にし得る無線直接モジュール５６０であり得る。外部デバイスは、場合によっては、携帯電話、スマートフォン、腕時計、タブレット、遠隔制御装置、ラップトップ、または他のデバイス等のモバイルデバイスであり得る。外部デバイスは、例えば、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、基地局、塔、または他の構造等の固定式デバイスであり得る。外部デバイスは、ヘルメット、帽子、眼鏡、耳覆い、手袋、ペンダント、腕時計、腕輪、腕章、脚帯、ベスト、ジャケット、靴等の着用可能デバイスであり得る。または、本明細書の他の箇所に記載されるもの等の任意の他の種類の着用可能デバイスであり得る。本明細書に記載される全てのモバイルデバイスの記述は、また、固定式デバイスまたは任意の他の種類の外部デバイスを包含し、適用され得る。その逆もまた同様である。外部デバイスは別のＵＡＶであり得る。外部デバイスは、通信において助けになるアンテナを有する場合もあり、有さない場合もある。例えば、外部デバイスは、無線通信において助けになり得る構成要素を有し得る。例えば、直接無線通信は、ＷｉＦｉ、無線通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＩＲ通信、または他の種類の直接通信を含み得る。

通信モジュールは、ＵＡＶ機上に設置され得る。通信モジュールは、モバイルデバイスとの一方向または二方向通信を可能にし得る。モバイルデバイスは、本明細書の他の箇所に記載されるように遠隔制御端末であり得る。例えば、モバイルデバイスは、ＵＡＶの動作を制御するために使用され得るスマートフォンであり得る。スマートフォンは、ＵＡＶの飛行を制御するために使用され得る入力をユーザから受信し得る。ある事例において、モバイルデバイスはデータをＵＡＶから受信し得る。例えば、モバイルデバイスは、ＵＡＶからキャプチャされた画像を表示し得るスクリーンを含み得る。モバイルデバイスは、カメラによってキャプチャされた画像をリアルタイムでＵＡＶ上に示すディスプレイを有し得る。

例えば、１つ以上のモバイルデバイス５７０は、無線接続（例えば、ＷｉＦｉ）によってＵＡＶに接続され得、データをＵＡＶからリアルタイムで受信できる。例えば、モバイルデバイスは、画像をＵＡＶからリアルタイムで示し得る。ある事例において、モバイルデバイス（例えば、モバイルフォン）は、ＵＡＶに接続され得、ＵＡＶに対して極めて近接にあり得る。例えば、モバイルデバイスは、１つ以上の制御信号をＵＡＶに提供し得る。モバイルデバイスは、１つ以上の制御信号を送信するために、ＵＡＶに対して極めて近接にあることが必要な場合もあり、ない場合もある。制御信号は、リアルタイムで提供され得る。ユーザは、ＵＡＶの飛行を積極的に制御することがあり得、飛行制御信号をＵＡＶに提供し得る。モバイルデバイスは、データをＵＡＶから受信するために、ＵＡＶに対して極めて近接にあることが必要な場合もあり、ない場合もある。データはリアルタイムで提供され得る。ＵＡＶの１つ以上の画像キャプチャデバイス、または他の種類のセンサは、データをキャプチャし得る。データはモバイルデバイスにリアルタイムで送信され得る。ある事例において、モバイルデバイス及びＵＡＶは、約１０マイル、８マイル、５マイル、４マイル、３マイル、２マイル、１．５マイル、１マイル、０．７５マイル、０．５マイル、０．３マイル、０．２マイル、０．１マイル、１００ヤード、５０ヤード、２０ヤード、または１０ヤード内等の極めて近接にある。

モバイルデバイス５７０の位置は判定され得る。モバイルデバイスの位置結果は、ＵＡＶに送信され得る。その理由は、飛行中、モバイルデバイス及びＵＡＶの距離が通常は遠過ぎないからである。モバイルデバイスの位置は、ＵＡＶの位置としてＵＡＶによって使用できる。これは、ＧＰＳモジュールが非操作中かあるいはＧＰＳ信号を受信してない時に有用であり得る。モバイルデバイスは、位置ユニットとして機能し得る。ＵＡＶは、モバイルデバイスの位置結果を用いて測定を行い得る。例えば、モバイルデバイスが座標の特定の集合または飛行制限区域からのある特定の距離にあると判定される場合、そのデータは、飛行制御装置によって使用され得る。モバイルデバイスの位置は、ＵＡＶの位置として使用され得る。ＵＡＶの飛行制御装置は、モバイルデバイスの位置をＵＡＶの位置として使用して計算し得る。このように、ＵＡＶと飛行制限区域間の計算された距離は、モバイルデバイスと飛行制限区域の距離であり得る。これは、モバイルデバイスが通常ＵＡＶに近い時、実行可能なオプションであり得る。

ＧＰＳモジュールの使用に加えて、またはその代わりに、モバイルデバイスを使用して、ＵＡＶの位置を判定できる。ある事例において、ＵＡＶはＧＰＳモジュールを有し得ず、ＵＡＶの位置を判定するためにモバイルデバイスに依拠し得る。他の事例において、ＵＡＶはＧＰＳモジュールを有し得るが、ＧＰＳモジュールを使用してＧＰＳ信号を検出できない時、モバイルデバイスに依拠し得る。ＵＡＶの他の位置判定は、本明細書に記載される技法の代わりに組み合わせて使用できる。

図６は、本発明のある実施形態に従って、１つ以上のモバイルデバイスと通信している無人航空機の例である。ＵＡＶはＧＰＳモジュールを有し得る。ＧＰＳモジュールは、ＧＰＳ受信機６４０とＧＰＳアンテナ６４２の少なくとも１つを含み得る。ＧＰＳアンテナは、ＧＰＳ衛星または他の構造から１つ以上の信号を受信し、キャプチャされた情報をＧＰＳ受信機に伝達し得る。ＧＰＳモジュールは、また、マイクロプロセッサ６２５を含み得る。マイクロプロセッサは、ＧＰＳ受信機から情報を受信し得る。ＧＰＳモジュールは、飛行制御装置６２０に動作可能に接続され得る。

ある事例において、飛行制御装置６２０は通信モジュールと通信し得る。一例において、通信モジュールは無線モジュールであり得る。無線モジュールは、外部モバイルデバイス５７０との直接無線通信を可能にし得る無線直接モジュール５６０であり得る。例えば、直接無線通信は、ＷｉＦｉ、無線通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＩＲ通信、または他の種類の直接通信を含み得る。

あるいは、無線モジュールは、外部モバイルデバイス５９０との間接無線通信を可能にし得る無線間接モジュール５８０であり得る。間接無線通信は、電気通信／移動ネットワーク等のネットワーク上で起こり得る。ネットワークは、通信を可能にするためにＳＩＭカードの挿入を要求するネットワークの種類であり得る。ネットワークは、３Ｇ／４Ｇまたは他の類似の種類の通信を利用し得る。ＵＡＶは、モバイル基地局を使用して、モバイルデバイスの位置を判定できる。あるいは、モバイル基地局の位置は、モバイルデバイスの位置とＵＡＶの位置の少なくとも１つとして用いられ得る。例えば、モバイル基地局は、モバイルフォンの中継塔、または他の種類の静的もしくは移動性構造体であり得る。この技法がＧＰＳほど精密ではあり得ないが、この誤差は、記載される距離閾値（例えば、４．５マイル、５マイル、５．５マイル）に対して極めて非常に小さいことがあり得る。ある実装において、ＵＡＶは、モバイルデバイスの基地局の位置を取得するために、インターネットを使用してユーザのモバイルデバイスに接続できる。ＵＡＶは、基地局と通信し得るモバイルデバイスと通信し得るか、または、ＵＡＶは基地局と直接通信し得る。

ＵＡＶは、無線直接モジュールと無線間接モジュールとの両方を有し得る。あるいは、ＵＡＶは、無線直接モジュールのみか、または無線間接モジュールのみを有し得る。ＵＡＶは、無線モジュール（複数可）と組み合わせて、ＧＰＳモジュールを有する場合もあり、有さない場合もある。ある事例において、複数の位置ユニットが設置される時、ＵＡＶは優先順位を有する。例えば、ＵＡＶがＧＰＳモジュールを有し、ＧＰＳモジュールが信号を受信している場合、ＵＡＶは、通信モジュールを使用することなく、好ましくはＧＰＳ信号を使用してＵＡＶの位置を提供し得る。ＧＰＳモジュールが信号を受信していない場合、ＵＡＶは、無線直接または間接モジュールに依拠し得る。ＵＡＶは、場合によっては最初に無線直接モジュールを試み得るが、位置を入手できない場合、位置を入手するために無線間接ジュールの使用を試み得る。ＵＡＶは、より精密及び正確なＵＡＶの位置の少なくとも１つを提供する、さらに高い可能性を有する位置技法に対する優先度を有し得る。あるいは、他の要因が提供され得、より高い優先度を有し得る。例えば、より小さな電力を用いる、または、より信頼できる（失敗しにくい）位置技法等。別の例において、ＵＡＶは、位置データを複数のソースから収集し得、データを比較し得る。例えば、ＵＡＶは、モバイルデバイスまたは基地局の位置を用いて、通信モジュールからのデータと合わせてＧＰＳデータを使用できる。データは、平均化される場合もあり、されない場合もある。または他の計算が行われてＵＡＶの位置を判定してもよい。位置データの収集が同時に起きてもよい。

図７は、本発明のある態様に従って、機上メモリユニット７５０を備えた無人航空機７００の例である。ＵＡＶは、ＵＡＶの飛行に作用する１つ以上のコマンド信号を生成し得る飛行制御装置７２０を有し得る。位置ユニット７４０は設置され得る。位置ユニットは、ＵＡＶの位置を示すデータを提供し得る。位置ユニットは、ＵＡＶの位置を判定するために有用な以下のデバイスであり得る。ＧＰＳ受信機、位置データを外部デバイスから受信している通信モジュール、超音波センサ、視覚センサ、ＩＲセンサ、慣性センサ、または任意の他の種類のデバイス。飛行制御装置は、ＵＡＶの位置を使用して、飛行コマンド信号を生成できる。

メモリユニット７５０は、１つ以上の飛行制限区域の位置に関するデータを含み得る。例えば、１つ以上の機上データベースまたはメモリ７５５Ａは設置され、飛行制限区域とそれらの位置の少なくとも一方の一覧を記憶し得る。１つの例において、空港等の様々な飛行制限区域の座標は、ＵＡＶの機上メモリ内に記憶され得る。１つの例において、メモリ記憶デバイスは、多くの空港の緯度及び経度座標を記憶し得る。世界、大陸、国、世界の区域の全ての空港は、メモリユニット内に記憶され得る。他の種類の飛行制限区域は記憶され得る。座標は、緯度及び経度座標だけを含み得る。さらに高度座標を含み得るか、または飛行制限区域の境界を含み得る。このように、位置と関連規則の少なくとも１つ等の飛行制限区域に関する情報は、ＵＡＶ上に事前にプログラムされ得る。１つの例において、あらゆる空港の緯度及び経度座標は、それぞれ「二重」データタイプとして記憶され得る。例えば、あらゆる空港の位置は、１６バイトを占め得る。

ＵＡＶは、飛行制限区域の位置を判定するために、機上メモリにアクセスが可能であり得る。これは、ＵＡＶの通信が作動不能か、外部ソースへのアクセスに苦労し得る状況で有用であり得る。例えば、ある通信システムは信頼でき得ない。ある事例において、機上に記憶された情報へのアクセスは、より信頼可能、または、より少ない電力消費量の必要の少なくとも一方をし得る。機上に記憶された情報へのアクセスは、また、リアルタイムでの情報のダウンロードよりも高速であり得る。

ある事例において、他のデータはＵＡＶ機上に記憶され得る。例えば、データベース及びメモリ７５５Ｂの少なくとも１つは、特定の飛行制限区域または異なる管轄に関係する規則に従事し得る。例えば、メモリは、異なる管轄の飛行規則に関して機上で情報を記憶し得る。例えば、国Ａは、ＵＡＶに空港の５マイル内での飛行を許可し得ない。一方では、国Ｂは、ＵＡＶに空港の９マイル内での飛行を許可し得ない。別の例において、国Ａは、ＵＡＶに授業時間中に学校の３マイル内での飛行を許可し得ない。一方では、国Ｂは、学校の近くでのＵＡＶの飛行に関する一切の制限を有さない。ある事例において、規則は、管轄に特有であり得る。ある事例において、規則は、管轄に関わらず、飛行制限区域に特有であり得る。例えば、国Ａ内で、空港Ａは、空港の５マイル内のどこでもＵＡＶの飛行を常時許可し得ない。一方で、空港Ｂは、午前１：００〜５：００に空港の近くでＵＡＶの飛行を許可し得る。その規則は、ＵＡＶ機上で記憶され得る。場合によっては関連した管轄と飛行制限区域の少なくとも一方に関連し得る。

飛行制御装置７２０は、機上メモリにアクセスして、ＵＡＶと飛行制限区域の距離を計算し得る。飛行制御装置は、位置ユニット７４０からの情報をＵＡＶの位置として使用でき、機上メモリ７５０からの情報を飛行制限区域の位置に対して使用できる。ＵＡＶと飛行制限区域の距離の計算は、プロセッサを利用して、飛行制御装置によって行われ得る。

飛行制御装置７２０は、機上メモリにアクセスして、取るべき飛行反応措置を判定し得る。例えば、ＵＡＶは、異なる規則についての機上メモリにアクセスし得る。ＵＡＶの位置と距離の少なくとも一方を使用して、関連した規則に従って、ＵＡＶによって取られるべき飛行反応措置を判定できる。例えば、ＵＡＶの位置が国Ａ内にあると判定され、空港Ａが近くにある場合、飛行制御装置は、取るべき飛行反応措置を判定する上で国Ａ及び空港Ａの規則を再検討し得る。これは、生成されてＵＡＶの１つ以上の作動装置に送信されるコマンド信号に影響し得る。

ＵＡＶの機上メモリ７５０は、更新され得る。例えば、ＵＡＶと通信しているモバイルデバイスは、更新のために使用できる。モバイルデバイス及びＵＡＶが接続される時、機上メモリは更新され得る。モバイルデバイス及びＵＡＶは、直接または間接無線接続等の無線接続によって更新され得る。１つの例において、接続は、ＷｉＦｉまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈによって提供され得る。モバイルデバイスを使用して、ＵＡＶの飛行制御とＵＡＶからのデータ受信の少なくとも一方をし得る。飛行制限区域、または飛行制限区域に関連した位置／規則等の情報は、更新され得る。モバイルデバイスがＵＡＶと相互作用している間に、このような更新は起こり得る。このような更新は、モバイルデバイスが最初にＵＡＶに接続する時、事象が検出される定期的な時間間隔で、またはリアルタイムで連続的に起こり得る。

別の例において、有線接続は、ＵＡＶと、更新を機上メモリに提供するための外部デバイスとの間で提供され得る。例えば、ＵＡＶ上のＵＳＢポートまたは類似のポートを使用して、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）に接続でき、更新するためにＰＣソフトウェアを使用できる。別の例において、外部デバイスは、モバイルデバイス、または他の種類の外部デバイスであり得る。更新は、ＵＡＶが最初に外部デバイスに接続する時、有線接続が残る間の定期的な時間間隔で、事象が検出される時、または有線接続が残る間のリアルタイムで連続的に起こり得る。

追加例は、ＵＡＶに、インターネットまたは他のネットワークにアクセスするための通信デバイスを有することを可能し得る。ＵＡＶは、始動するごとに、機上メモリが更新される必要があるかどうかを自動的に確認し得る。例えば、ＵＡＶは、始動するごとに、飛行制限区域についての情報が更新される必要があるかどうかを自動的に確認し得る。ある実施形態において、ＵＡＶは、電源をオンすると同時に行われるべき更新があるかどうかを確認するだけである。他の実施形態において、ＵＡＶは、定期的に、検出された事象またはコマンドと同時に、または連続的に確認し得る。

図８は、本発明のある実施形態に従って、複数の飛行制限区域８２０ａ、８２０ｂ、８２０ｃに対する無人航空機８１０の例を示す。例えば、ＵＡＶは、複数の空港または他の種類の飛行制限区域近くでの飛行があり得る。飛行制限区域の位置は、ＵＡＶ機上に記憶され得る。あるいは、ＵＡＶは、ＵＡＶ機外からの飛行制限区域の位置をダウンロードあるいはアクセスし得る。

ＵＡＶの位置は、飛行制限区域の位置と比較され得る。各距離ｄ１、ｄ２、ｄ３は計算され得る。飛行反応措置は、距離に基づいて飛行制限区域に対するＵＡＶ用に判定され得る。例えば、ＵＡＶ８１０は、第１の飛行制限区域８２０Ａの第１の半径内にあり得る。それは、ＵＡＶに第１の飛行反応措置を取らせ得る。ＵＡＶは、第２の飛行制限区域８２０Ｂの第２の半径内にあり得るが、第１の半径を超え得る。これは、ＵＡＶに第２の飛行反応措置を取らせ得る。

ある事例において、異なる管轄は、異なるＵＡＶ飛行禁止規定を有し得る。例えば、異なる国は、異なる規則を有し得、管轄によってより複雑な規則があり得、段階的に達成される必要があり得る。管轄の例としては、大陸、連合、国、州／省、郡、都市、町、私有財産／土地、または他の種類の管轄が挙げられるが、限定はされない。

ＵＡＶの位置を使用して、ＵＡＶが現在位置して全体の規則が適用し得る管轄を判定できる。例えば、ＧＰＳ座標を使用して、ＵＡＶが位置する国、及びどの法律が適用するかを判定できる。例えば、国Ａは、空港の５マイル内でのＵＡＶの飛行を禁止し得ない。一方では、国Ｂは、空港の６マイル内でのＵＡＶの飛行を禁止し得る。それから、航空機がＧＰＳ座標を取得した後、航空機は現在国Ａまたは国Ｂ内にあるかどうかを判定し得る。この判定に基づいて、航空機は、飛行制限が５マイルまたは６マイルで有効であるかどうかを測定し得、それに従って飛行反応措置を取り得る。

例えば、管轄８３０の間に境界が、あり得る。ＵＡＶは、ＵＡＶの位置に基づいて、境界の右にある国Ａにあることが判定され得る。国Ｂは、境界の左にあり得、国Ａとは異なる規則を有し得る。１つの例において、ＵＡＶの位置は、本明細書の他の箇所に記載される位置技法のうちのいずれかを用いて判定され得る。ＵＡＶの座標は計算され得る。ある事例において、ＵＡＶの機上メモリは、異なる管轄の境界を含み得る。例えば、ＵＡＶは、ＵＡＶの位置に基づいてどの管轄の中にあるのかを判定するために、機上メモリにアクセスし得る。他の例において、異なる管轄についての情報は、機外に記憶され得る。例えば、ＵＡＶは、外部に通信して、ＵＡＶがどの管轄の中にあるのかを判定し得る。

様々な管轄に関連する規則は、ＵＡＶの機上メモリからアクセスされ得る。あるいは、規則は、ＵＡＶ外のデバイスまたはネットワークからダウンロードまたはアクセスされ得る。１つの例において、国Ａ及び国Ｂは、異なる規則を有し得る。例えば、ＵＡＶ８１０が位置する国Ａは、ＵＡＶに空港の１０マイル内に飛行することを許可し得ない。国Ｂは、ＵＡＶに空港の５マイル内に飛行することを許可し得ない。１つの例において、ＵＡＶは、空港Ｂ８２０Ｂから９マイルの距離ｄ２を有し得る。ＵＡＶは、空港Ｃ８２０Ｃから７マイルの距離ｄ３を有し得る。ＵＡＶが国Ａ内にあるので、ＵＡＶは、１０マイル閾値内に入る空港Ｂに対して９マイルの近接性に応じて措置を取る必要があり得る。しかし、ＵＡＶが国Ｂ内にあった場合、いかなる飛行反応措置も必要とされ得ない。空港Ｂが国Ｂ内に位置するので、いかなる飛行反応措置もＵＡＶによって必要とされ得ない。その理由は、国Ｂに適用可能な５マイル閾値を超えているからである。

このように、ＵＡＶは、ＵＡＶが中にある管轄と、ＵＡＶに対する適用可能な飛行規則の少なくとも一方に関する情報にアクセス可能であり得る。適用可能な飛行禁止規則は、距離／位置情報と併せて使用して、飛行反応措置が必要とされるかどうか、どの飛行反応措置が取られるべきかの少なくとも一方を判定できる。

本明細書に記載されるシステム、デバイス、及び方法は、広範な可動物体に適用可能である。前述のように、ＵＡＶについての本明細書のいずれの説明も、任意の可動物体に適用及び使用できる。ＵＡＶについての本明細書のいずれの説明も、任意の航空機に適用できる。本発明の可動物体は、以下のような任意の好適な環境内で移動し得る。空中（例えば、固定翼航空機、回転翼航空機、または固定翼も回転翼も有さない航空機）、水中（例えば、船または潜水艦）、地上（例えば、車、トラック、バス、バン、二輪車、自転車等の自動車、杖、釣竿等の可動構造物もしくはフレーム、または電車）、地下（例えば、地下鉄）、宇宙空間（例えば、宇宙飛行機、人工衛星、または宇宙探査機）、あるいはこれらの環境の任意の組み合わせ等。可動物体は、本明細書の他の箇所に記載される輸送機等の輸送機であり得る。ある実施形態において、可動物体は、ヒトまたは動物といった生体によって担持するか、生体から離陸し得る。適切な動物は、鳥類、犬類、猫科、馬科、牛亜科、羊、豚、イルカ科、齧歯動物、または、昆虫類を含み得る。

可動物体は、６自由度に関して、環境内で自由に移動することが可能であり得る（例えば、３自由度の並進及び３自由度の回転）。あるいは、可動物体の移動は、所定の進路、軌道、または配向によって等、１つ以上の自由度に関して拘束されてもよい。移動は、エンジンまたはモータ等、任意の好適な作動機構によって作動され得る。可動物体の作動機構は、任意の好適なエネルギー源を動力とし得る。例えば、電気エネルギー、磁気エネルギー、太陽エネルギー、風力エネルギー、重力エネルギー、化学エネルギー、核エネルギー、またはこれらの任意の好適な組み合わせ。可動物体は、本明細書の他の箇所に記載されるように、推進システムによって自己推進され得る。推進システムは、場合によっては以下のようなエネルギー源で駆動し得る。電気エネルギー、磁気エネルギー、太陽エネルギー、風力エネルギー、重力エネルギー、化学エネルギー、核エネルギー、またはこれらの任意の好適な組み合わせ。あるいは、可動物体は、生体によって担持してもよい。

ある事例において、可動物体は、輸送機であり得る。好適な輸送機は、船舶、航空機、宇宙船、または地上輸送機を含み得る。例えば、航空機は、固定翼航空機（例えば、飛行機、グライダー）、回転翼航空機（例えば、ヘリコプタ、回転翼機）、固定翼と回転翼の両方を有する航空機、またはそのいずれも有さない航空機（例えば、小型飛行船、熱気球）であり得る。輸送機は、空中、水上もしくは水中、宇宙空間、または地上もしくは地下での自己推進等、自己推進し得る。自己推進型輸送機は、推進システム利用し得る。例えば、１つ以上のエンジン、モータ、車輪、車軸、磁石、ロータ、プロペラ、羽根、ノズル、またはこれらの任意の好適な組み合わせを含む推進システム。ある事例において、推進システムを使用して、推進システムを使用して、可動物体が以下の少なくとも１つを行うことを可能にできる。表面からの離陸、表面への着陸、その現在の位置と配向の維持の少なくとも１つ（例えば、ホバリング）、配向の変更、位置の変更。

可動物体は、ユーザによって遠隔で制御され得るか、または可動物体内もしくはその上の乗員によって現地で制御され得る。ある実施形態において、可動物体は、ＵＡＶ等の無人可動物体である。ＵＡＶ等の無人可動物体は、乗員が可動物体に同乗しない場合がある。可動物体は、ヒトもしくは自律制御システム（例えば、コンピュータ制御システム）、またはこれらの任意の好適な組み合わせによって、制御され得る。可動物体は、人工知能を有して構成されるロボット等、自律または半自律ロボットでもよい。

可動物体は、任意の好適な大きさと寸法の少なくとも一方を有し得る。ある実施形態において、可動物体は、輸送機内またはその上に人間の乗員を有するような大きさと寸法の、少なくとも一方であり得る。あるいは、可動物体は、輸送機内またはその上に人間の乗員を有し得るものより小さい大きさと寸法の、少なくとも一方であり得る。可動物体は、人間が持ち上げるかまたは担持するのに好適な大きさと寸法の、少なくとも一方でもよい。あるいは、可動物体は、人間が持ち上げるかまたは担持するのに好適な大きさと寸法の、少なくとも一方よりも大きくてもよい。ある事例において、可動物体は、約２ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、５０ｃｍ、１ｍ、２ｍ、５ｍ、または１０ｍ以下の最大寸法（例えば、長さ、幅、高さ、直径、対角線）を有してもよい。最大寸法は、約２ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、５０ｃｍ、１ｍ、２ｍ、５ｍ、または１０ｍ以上でもよい。例えば、可動物体の対向するロータのシャフト間の距離は、約２ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、５０ｃｍ、１ｍ、２ｍ、５ｍ、または１０ｍ以下でもよい。あるいは、対向するロータのシャフト間の距離は、約２ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、５０ｃｍ、１ｍ、２ｍ、５ｍ、または１０ｍ以上でもよい。

ある実施形態において、可動物体は、１００ｃｍ×１００ｃｍ×１００ｃｍ未満、５０ｃｍ×５０ｃｍ×３０ｃｍ未満、または５ｃｍ×５ｃｍ×３ｃｍ未満の体積を有してもよい。可動物体の総体積は、約１ｃｍ^３以下、２ｃｍ^３以下、５ｃｍ^３以下、１０ｃｍ^３以下、２０ｃｍ^３以下、３０ｃｍ^３以下、４０ｃｍ^３以下、５０ｃｍ^３以下、６０ｃｍ^３以下、７０ｃｍ^３以下、８０ｃｍ^３以下、９０ｃｍ^３以下、１００ｃｍ^３以下、１５０ｃｍ^３以下、２００ｃｍ^３以下、３００ｃｍ^３以下、５００ｃｍ^３以下、７５０ｃｍ^３以下、１０００ｃｍ^３以下、５０００ｃｍ^３以下、１０，０００ｃｍ^３以下、１００，０００ｃｍ^３以下、１ｍ^３以下、または１０ｍ^３以下でもよい。逆に、可動物体の総体積は、約１ｃｍ^３以上、２ｃｍ^３以上、５ｃｍ^３以上、１０ｃｍ^３以上、２０ｃｍ^３以上、３０ｃｍ^３以上、４０ｃｍ^３以上、５０ｃｍ^３以上、６０ｃｍ^３以上、７０ｃｍ^３以上、８０ｃｍ^３以上、９０ｃｍ^３以上、１００ｃｍ^３以上、１５０ｃｍ^３以上、２００ｃｍ^３以上、３００ｃｍ^３以上、５００ｃｍ^３以上、７５０ｃｍ^３以上、１０００ｃｍ^３以上、５０００ｃｍ^３以上、１０，０００ｃｍ^３以上、１００，０００ｃｍ^３以上、１ｍ^３以上、または１０ｍ^３以上でもよい。

ある実施形態において、可動物体は、約３２，０００ｃｍ^２以下、２０，０００ｃｍ^２以下、１０，０００ｃｍ^２以下、１，０００ｃｍ^２以下、５００ｃｍ^２以下、１００ｃｍ^２以下、５０ｃｍ^２以下、１０ｃｍ^２以下、または５ｃｍ^２以下のフットプリント（可動物体により包含される横方向の断面積を指す）を有してもよい。逆に、フットプリントは、約３２，０００ｃｍ^２以上、２０，０００ｃｍ^２以上、１０，０００ｃｍ^２以上、１，０００ｃｍ^２以上、５００ｃｍ^２以上、１００ｃｍ^２以上、５０ｃｍ^２以上、１０ｃｍ^２以上、または５ｃｍ^２以上でもよい。

ある事例において、可動物体は、重量が１０００ｋｇ以下であり得る。可動物体の重量は、約１０００ｋｇ以下、７５０ｋｇ以下、５００ｋｇ以下、２００ｋｇ以下、１５０ｋｇ以下、１００ｋｇ以下、８０ｋｇ以下、７０ｋｇ以下、６０ｋｇ以下、５０ｋｇ以下、４５ｋｇ以下、４０ｋｇ以下、３５ｋｇ以下、３０ｋｇ以下、２５ｋｇ以下、２０ｋｇ以下、１５ｋｇ以下、１２ｋｇ以下、１０ｋｇ以下、９ｋｇ以下、８ｋｇ以下、７ｋｇ以下、６ｋｇ以下、５ｋｇ以下、４ｋｇ以下、３ｋｇ以下、２ｋｇ以下、１ｋｇ以下、０．５ｋｇ以下、０．１ｋｇ以下、０．０５ｋｇ以下、または０．０１ｋｇ以下でもよい。逆に、重量は、約１０００ｋｇ以上、７５０ｋｇ以上、５００ｋｇ以上、２００ｋｇ以上、１５０ｋｇ以上、１００ｋｇ以上、８０ｋｇ以上、７０ｋｇ以上、６０ｋｇ以上、５０ｋｇ以上、４５ｋｇ以上、４０ｋｇ以上、３５ｋｇ以上、３０ｋｇ以上、２５ｋｇ以上、２０ｋｇ以上、１５ｋｇ以上、１２ｋｇ以上、１０ｋｇ以上、９ｋｇ以上、８ｋｇ以上、７ｋｇ以上、６ｋｇ以上、５ｋｇ以上、４ｋｇ以上、３ｋｇ以上、２ｋｇ以上、１ｋｇ以上、０．５ｋｇ以上、０．１ｋｇ以上、０．０５ｋｇ以上、または０．０１ｋｇ以上でもよい。

ある実施形態において、可動物体は、担持する積載量と比較して小さくてもよい。積載量は、本明細書の他の箇所にさらに詳細に記載されるように、搭載物と支持機構の少なくとも一方を含み得る。ある例において、可動物体の重量と積載重量との比率は、約１：１を上回るか、下回るか、または等しくてもよい。ある事例において、可動物体の重量と積載重量との比率は、約１：１を上回るか、それを下回るか、またはそれと等しくてもよい。場合によっては、支持機構重量と積載重量との比率は、約１：１を上回るか、それを下回るか、またはそれと等しくてもよい。所望される場合、可動物体の重量と積載重量との比率は、１：２以下、１：３以下、１：４以下、１：５以下、１：１０以下、またはそれをさらに下回ってもよい。逆に、可動物体の重量と積載重量との比率は、２：１以上、３：１以上、４：１以上、５：１以上、１０：１以上、またはさらに上回ってもよい。

ある実施形態において、可動物体は、低いエネルギー消費量を有し得る。例えば、可動物体は、約５Ｗ／ｈ未満、４Ｗ／ｈ未満、３Ｗ／ｈ未満、２Ｗ／ｈ未満、１Ｗ／ｈ未満、またはそれを下回る量を使用する。ある事例において、可動物体の支持機構は、低いエネルギー消費量を有し得る。例えば、支持機構は、約５Ｗ／ｈ未満、４Ｗ／ｈ未満、３Ｗ／ｈ未満、２Ｗ／ｈ未満、１Ｗ／ｈ未満、またはそれを下回る量を使用する。場合によっては、可動物体の搭載物は、５Ｗ／ｈ未満、４Ｗ／ｈ未満、３Ｗ／ｈ未満、２Ｗ／ｈ未満、１Ｗ／ｈ未満、またはそれを下回るもの等、低いエネルギー消費量を有し得る。

図９は、本発明の実施形態による無人航空機（ＵＡＶ）９００を図示する。ＵＡＶは、本明細書に記載される可動物体の一例であり得る。ＵＡＶ９００は、４つのロータ９０２、９０４、９０６、及び９０８を有する推進システムを含み得る。任意の数のロータが設置され得る（例えば、１、２、３、４、５、６またはそれ以上）。無人航空機のロータ、ロータセンブリ、または他の推進システムは、無人航空機の、ホバリング／位置の維持、配向の変更、位置の変更の少なくとも１つを可能にし得る。対向するロータのシャフト間の距離は、任意の好適な長さ９１０であり得る。例えば、長さ９１０は、２ｍ以下、または１１ｍ以下であり得る。ある実施形態において、長さ９１０は、４０ｃｍ〜７ｍ、７０ｃｍ〜２ｍ、または１１ｃｍ〜１１ｍでもよい。本明細書に記載される全てのＵＡＶの記述は、異なる種類の可動物体等、可動物体に適用され得、その逆もまた同様である。ＵＡＶは、本明細書に記載される支援離陸システムまたは方法を使用できる。

ある実施形態において、可動物体は、積載物を担持し得る。積載物は、乗客、貨物、装置、機器等のうちの１つ以上を含み得る。積載物は、筐体内に設置されてもよい。筐体は、可動物体の筐体から分離しているか、または可動物体の筐体の一部でもよい。あるいは、可動物体は筐体を有さないが、積載物が、筐体を伴って設置されてもよい。あるいは、積載物の一部または全積載物が、筐体なしで設置されてもよい。積載物は、可動物体に対してしっかりと固定され得る。場合によっては、積載物は、可動物体に対して可動（例えば、可動物体に対して並進可能または回転可能）であり得る。積載量は、本明細書の他の箇所に記載されるように、搭載物と支持機構の少なくとも一方を含み得る。

固定基準フレーム（例えば、周囲環境）と互いの少なくとも一方に対する、可動物体、支持機構、及び搭載物の移動は、端末によって制御できる。端末は、可動物体、支持機構、搭載物の少なくとも１つから離れた位置にある遠隔制御デバイスであり得る。端末は、支持プラットフォーム上に配置されるか、または付加され得る。あるいは、端末は、携帯型または着用可能デバイスでもよい。例えば、端末は、スマートフォン、タブレット、ラップトップ、コンピュータ、眼鏡、手袋、ヘルメット、マイクロホン、またはこれらの好適な組み合わせを含み得る。端末は、キーボード、マウス、ジョイスティック、タッチスクリーン、またはディスプレイ等のユーザインターフェースを含み得る。手動で入力されるコマンド、音声制御、ジェスチャー制御、または位置制御（例えば、端末の移動、位置、または傾きによって）等、任意の好適なユーザ入力を使用して、端末と相互作用できる。

端末を使用して、可動物体、支持機構、搭載物の少なくとも１つの任意の好適な状態を制御できる。例えば、端末を使用して、互いから固定基準と互いの少なくとも一方に対して、可動物体、支持機構、搭載物の少なくとも１つの位置と配向のいずれかあるいは両方を制御できる。ある実施形態において、端末を使用して、支持機構の作動アセンブリ、搭載物のセンサ、及び搭載物のエミッタ等、可動物体、支持機構、搭載物の少なくとも１つの個々の要素を制御できる。端末は、可動物体、支持機構、または搭載物のうちの１つ以上と通信するように適合される、無線通信デバイスを含み得る。

端末は、可動物体、支持機構、搭載物の少なくとも１つの情報を見るための好適な表示装置を含み得る。例えば、端末は、位置、並進速度、並進加速度、配向、角速度、角加速度、またはこれらの任意の好適な組み合わせに関する可動物体、支持機構、搭載物の情報の少なくとも１つを表示し得る。ある実施形態において、端末は、搭載物によって提供される情報を表示し得る。例えば、機能的搭載物によって提供されるデータ（例えば、カメラまたは他の画像キャプチャデバイスによって記録される画像）等。

場合によっては、同じ端末は、可動物体、支持機構、搭載物の少なくとも１つ、または可動物体、支持機構、搭載物の状態の少なくとも１つを制御し得る。ならびに、可動物体、支持機構、搭載物の少なくとも１つからの情報の受信と表示の、いずれかあるいは両方を行い得る。例えば、端末は、搭載物によってキャプチャされた画像データまたは搭載物の位置に関する情報を表示しながら、ある環境に対する搭載物の位置付けを制御できる。あるいは、異なる端末を、異なる機能に使用してもよい。例えば、第１の端末は、可動物体、支持機構、搭載物の少なくとも１つの移動または状態を制御できる。一方で第２の端末は、可動物体、支持機構、搭載物の少なくとも１つからの情報を受信と表示の、いずれかあるいは両方できる。例えば、第１の端末を使用して、ある環境に対する搭載物の位置付けを制御でき、一方で第２の端末は、搭載物によってキャプチャされた画像データを表示する。可動物体と可動物体の制御及びデータの受信の両方を行う一体化端末との間、または可動物体と可動物体の制御及びデータの受信を行う複数の端末との間で、種々の通信モードを利用できる。例えば、少なくとも２つの異なる通信モードが、可動物体と可動物体の制御及び可動物体からのデータの受信の両方を行う端末との間に、形成され得る。

図１０は、実施形態に従って、支持機構１００２及び搭載物１００４を含む可動物体１０００を図示する。可動物体１０００は、航空機として描写されているが、この描写は、制限することを意図するものではなく、本明細書に上述のように、任意の好適な種類の可動物体が使用可能である。当業者であれば、航空機システムに関連して本明細書に記載される実施形態のいずれかを、任意の好適な可動物体（例えば、ＵＡＶ）に適用できることを理解するであろう。ある事例において、搭載物１００４は、支持機構１００２を必要とすることなく、可動物体１０００に設置されてもよい。可動物体１０００は、推進機構１００６、検出システム１００８、及び通信システム１０１０を含み得る。

推進機構１００６は、上述のように、ロータ、プロペラ、羽根、エンジン、モータ、車輪、車軸、磁石、またはノズルのうちの１つ以上を含み得る。可動物体は、１つ以上、２つ以上、３つ以上、または４つ以上の推進機構を有してもよい。推進機構は、全てが同じ種類でもよい。あるいは、１つ以上の推進機構は、別の種類の推進機構でもよい。推進機構１００６は、本明細書の他の箇所に記載される支持要素（例えば、駆動シャフト）等の任意の好適な手段を使用して、可動物体１０００に載置できる。推進機構１００６は、可動物体１０００の任意の好適な部分、例えば、上部、底部、前面、背面、側面、またはそれらの好適な組み合わせに載置できる。

ある実施形態において、推進機構１００６は、可動物体１０００が、可動物体１０００のいずれの水平方向移動も必要とすることなく（例えば、滑走路を走行することなく）、表面から垂直方向に離陸するか、または表面に垂直に着陸することを可能にし得る。場合によっては、推進機構１００６は、可動物体１０００が、指定された位置と配向の少なくとも１つで、空中でホバリングできるように動作可能であり得る。推進機構１０００のうちの１つ以上は、他の推進機構から独立して制御できる。あるいは、推進機構１０００は、同時に制御されてもよい。例えば、可動物体１０００は、可動物体に揚力と推力の少なくとも１つを提供可能な複数の水平配向されるロータを有し得る。複数の水平配向されるロータを作動させて、可動物体１０００に、垂直方向の離陸、垂直方向の着陸、及びホバリング能力を提供できる。ある実施形態において、水平配向されたロータのうちの１つ以上は、時計回りで回転し得、一方で、水平方向のロータのうちの１つ以上は、反時計回りで回転し得る。例えば、時計回りのロータの数は、反時計回りのロータの数と同じであり得る。水平配向されたロータのそれぞれの回転速度は、独立して変化し得る。これは、各ロータによって生成される揚力と推力の少なくとも１つを制御することによって、可動物体１０００の空間的配置、速度、加速度の少なくとも１つ（例えば、最大３度の並進及び最大３度の回転に関する）を調節するためである。

検出システム１００８は、可動物体１０００の空間的配置、速度、加速度の少なくとも１つ（例えば、最大３度の並進及び最大３度の回転に関する）を検出できる１つ以上のセンサを含み得る。１つ以上のセンサは、全地球測位システム（ＧＰＳ）センサ、運動センサ、慣性センサ、近接センサ、または画像センサを含み得る。検出システム１００８によって提供される検出データを使用して、可動物体１０００の空間的配置、速度、配向の少なくとも１つを制御できる（例えば、以下に記載される好適な処理装置と制御モジュールのいずれかあるいは両方を使用して）。あるいは、検出システム１００８を使用して、天候条件、潜在的な障害物に対する近接性、地理的特徴物の位置、人工構築物の位置等といった、可動物体を包囲する環境に関するデータを提供できる。

通信システム１０１０は、無線信号１０１６によって、通信システム１０１４を有する端末１０１２との通信を可能にする。通信システム１０１０、１０１４は、無線通信に好適な任意の数の送信機、受信機、トランシーバの少なくとも１つを含み得る。通信は、データを一方向にのみ送信することが可能な一方向通信であり得る。例えば、一方向通信は、可動物体１０００のみが端末１０１２にデータを送信することを伴い得るか、またはその逆もまた同様であり得る。データは、通信システム１０１０の１つ以上の送信機から、通信システム１０１２の１つ以上の受信機に送信され得るか、または逆もまた同様であり得る。あるいは、通信は、データが、可動物体１０００と端末１０１２の間で双方向に送信され得る、二方向通信でもよい。二方向通信は、通信システム１０１０の１つ以上の送信機から、通信システム１０１４の１つ以上の受信機にデータを送信することを伴ってもよく、逆もまた同様であり得る。

ある実施形態において、端末１０１２は、可動物体１０００、支持機構１００２、及び搭載物１００４のうちの１つ以上に制御データを提供し、可動物体１０００、支持機構１００２、及び搭載物１００４のうちの１つ以上から情報を受信できる（例えば、可動物体、支持機構、搭載物の位置と運動情報の少なくとも１つ。搭載物カメラによってキャプチャされた画像データ等、搭載物によって検出されるデータ）。ある事例において、端末からの制御データは、可動物体、支持機構、搭載物の少なくとも１つの相対位置、移動、作動、または制御のための命令を含み得る。例えば、制御データは、可動物体の位置と配向の少なくとも１つの修正（例えば、推進機構１００６の制御によって）、または可動物体に対する搭載物の移動（例えば、支持機構１００２の制御によって）をもたらし得る。端末からの制御データは、カメラまたは他の画像キャプチャデバイスの動作の制御等、搭載物の制御をもたらし得る（例えば、静止画像または動画の撮影、拡大または縮小、電源のオンまたはオフ、撮像モードの切り替え、画像解像度の変更、焦点の変更、被写界深度の変更、露出時間の変更、視角または視野の変更）。ある事例において、可動物体、支持機構、搭載物の少なくとも１つからの通信は、１つ以上のセンサ（例えば、検出システム１００８または搭載物１００４のもの）からの情報を含み得る。通信は、１つ以上の異なる種類のセンサ（例えば、ＧＰＳセンサ、運動センサ、慣性センサ、近接センサ、または画像センサ）から検出された情報を含み得る。このような情報は、可動物体、支持機構、搭載物の少なくとも１つの位置（例えば、位置、配向）、移動、または加速度に関連し得る。搭載物からのこのような情報は、搭載物からキャプチャされたデータ、または検出された搭載物の状態を含み得る。端末１０１２によって提供される送信された制御データは、可動物体１０００、支持機構１００２、または搭載物１００４のうちの１つ以上の状態を制御され得る。代替として、または組み合わせて、支持機構１００２及び搭載物１００４はまた、それぞれ、端末１０１２と通信する通信モジュールも含み得る。よって、端末が独立して可動物体１０００、支持機構１００２、及び搭載物１００４の各々と通信し、制御できる。

ある実施形態において、可動物体１０００は、端末１０１２に加えて、または端末１０１２の代わりに、別の遠隔デバイスと通信してもよい。端末１０１２はまた、別の遠隔デバイスならびに可動物体１０００と通信し得る。例えば、可動物体１０００と端末１０１２の少なくとも１つは、別の可動物体、または別の可動物体の支持機構もしくは搭載物と、通信できる。所望される場合、遠隔デバイスは、第２の端末または他のコンピュータデバイス（例えば、コンピュータ、ラップトップ、タブレット、スマートフォン、もしくは他のモバイルデバイス）であり得る。遠隔デバイスは、以下の少なくとも１つが可能である。可動物体１０００にデータを送信。可動物体１０００からデータを受信。端末１０１２にデータを送信。端末１０１２からデータを受信。場合によっては、可動物体１０００と端末１０１２の少なくとも一方から受信されるデータを、ウェブサイトまたはサーバにアップロードできるように、遠隔デバイスは、インターネットまたは他の電気通信ネットワークに接続され得る。

図１１は、実施形態に従って、可動物体を制御するシステム１１００のブロック図としての概略図である。システム１１００は、本明細書に開示されるシステム、デバイス、及び方法の任意の好適な実施形態と組み合わせて使用できる。システム１１００は、検出モジュール１１０２、処理装置１１０４、非一過性コンピュータ可読媒体１１０６、制御モジュール１１０８、及び通信モジュール１１１０を含み得る。

検出モジュール１１０２は、異なる方法で可動物体に関連する情報を収集する、異なる種類のセンサを利用できる。異なる種類のセンサは、異なる種類の信号または異なる源からの信号を検出できる。例えば、センサには、慣性センサ、ＧＰＳセンサ、近接センサ（例えば、ライダー）、または視覚／画像センサ（例えば、カメラ）を挙げ得る。検出モジュール１１０２は、複数のプロセッサを有する処理装置１１０４に動作可能に接続され得る。ある実施形態において、検出モジュールは、検出データを好適な外部デバイスまたはシステムに直接送信する送信モジュール１１１２（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ画像送信モジュール）に動作可能に接続され得る。例えば、送信モジュール１１１２を使用して、検出モジュール１１０２のカメラによってキャプチャされた画像を遠隔端末に送信できる。

処理装置１１０４は、プログラム可能プロセッサ（例えば、中央処理装置（ＣＰＵ））等、１つ以上のプロセッサを有し得る。処理装置１１０４は、非一過性コンピュータ可読媒体１１０６に動作可能に接続され得る。非一過性コンピュータ可読媒体１１０６は、１つ以上のステップを行うために処理装置１１０４によって実行可能な論理、コード、プログラム命令の少なくとも１つを記憶できる。非一過性コンピュータ可読媒体は、１つ以上のメモリユニット（例えば、ＳＤカード等の取り外し可能媒体もしくは外部記憶装置、またはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））を含み得る。ある実施形態において、検出モジュール１１０２からのデータは、非一過性コンピュータ可読媒体１１０６のメモリユニットに直接伝達され、その中に記憶できる。非一過性コンピュータ可読媒体１１０６のメモリユニットは、本明細書に記載される方法の任意の好適な実施形態を行うために、処理装置１１０４によって実行可能な論理、コード、プログラム命令の少なくとも１つを記憶できる。例えば、処理装置１１０４は、処理装置１１０４の１つ以上のプロセッサに検出モジュールによって生成された検出データを分析させる命令を実行され得る。メモリユニットは、処理装置１１０４によって処理される、検出モジュールからの検出データを記憶できる。ある実施形態において、非一過性コンピュータ可読媒体１１０６のメモリユニットは、処理装置１１０４によって生成される処理結果を記憶するために使用できる。

ある実施形態において、処理装置１１０４は、可動物体の状態を制御する、制御モジュール１１０８に動作可能に接続され得る。例えば、制御モジュール１１０８は、６自由度に関して、可動物体の空間的配置、速度、加速度の少なくとも１つを調節するための可動物体の推進機構を制御され得る。代替として、または組み合わせて、制御モジュール１１０８は、支持機構、搭載物、または検出モジュールの状態のうちの１つ以上を制御し得る。

処理装置１１０４は、１つ以上の外部デバイス（例えば、端末、ディスプレイデバイス、または他の遠隔制御装置）からデータの送信及び受信の少なくとも一方を実行する通信モジュール１１１０に動作可能に接続され得る。有線通信または無線通信等の任意の好適な通信手段を使用できる。例えば、通信モジュール１１１０は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、赤外線、無線、ＷｉＦｉ、２地点間（Ｐ２Ｐ）ネットワーク、電気通信ネットワーク、クラウド通信等のうちの１つ以上を利用できる。場合によっては、塔、衛星、または移動局等の中継局が使用され得る。無線通信は、近接依存性または近接独立性であり得る。ある実施形態において、見通し線は通信に必要な場合もあり、必要でない場合もある。通信モジュール１１１０は、検出モジュール１１０２からの検出データ、処理装置１１０４によって生成される処理結果、所定の制御データ、端末または遠隔制御装置からのユーザコマンド等のうちの１つ以上を送信及び受信の少なくとも一方が可能である。

システム１１００の構成要素は、任意の好適な構成で配置できる。例えば、システム１１００の構成要素のうちの１つ以上は、可動物体、支持機構、搭載物、端末、検出システム、または上記の１つ以上と通信している追加の外部デバイス上に位置付けられ得る。さらに、図１１は、単一の処理装置１１０４及び単一の非一過性コンピュータ可読媒体１１０６を描写する。しかしながら、当業者であれば、これは制限することを意図するものではなく、システム１１００は、複数の処理装置及び非一過性コンピュータ可読媒体の少なくとも１つを含み得ることを理解するであろう。ある実施形態において、複数の処理装置及び非一過性コンピュータ可読媒体のうちの少なくとも１つ以上は、異なる位置に設けられ得る。例えば、可動物体、支持機構、搭載物、端末、検出モジュール、上記の１つ以上と通信している追加の外部デバイス、またはそれらの好適な組み合わせ等。よってシステム１１００によって行われる処理とメモリ機能の少なくとも一方の任意の好適な態様は、上述の位置のうちの１つ以上に起こり得る。

本発明の好ましい実施形態が、本明細書に示され、説明されてきたが、このような実施形態が、単なる例示であることが、当業者には明らかであろう。ここで、多数の変化形、変更、及び置換が、本発明を逸脱することなく、当業者には理解されるであろう。本明細書に記載される本発明の実施形態に対する種々の代替が、本発明の実施に採用され得ることを理解されたい。以下の特許請求の範囲が本発明の範囲を定義し、これらの特許請求の範囲及びその等価物の範囲内で、方法及び構造がそれによって網羅されることが意図される。

Claims (15)

1. 無人航空機の位置を測定するステップと、
   プロセッサを利用して、前記無人航空機の前記位置及び飛行制限区域の位置に基づいて、前記無人航空機と前記飛行制限区域との距離を計算するステップと、
   前記プロセッサを利用して、前記距離が第１の距離閾値内にあるか否かを測定するステップと、
   前記無人航空機に対して、前記距離が前記第１の距離閾値内にあるとき、前記無人航空機の離陸を許容しないことを含む第１の飛行反応措置を取り、前記距離が前記第１の距離閾値外にあるとき、前記無人航空機の離陸を許容することを含む第２の飛行反応措置を取るように命令するステップと、
   前記無人航空機に対して、前記距離が前記第１の距離閾値よりも大きい第２の距離閾値内にあり、且つ、前記第１の距離閾値外にあるとき、前記第２の飛行反応として前記無人航空機の離陸を許容し、且つ、前記飛行制限区域から離れた飛行を行うように命令するステップと、を含む、
   ことを特徴とする、飛行制限区域に対する無人航空機の飛行反応を測定する方法。
2. 前記無人航空機に対して、前記距離が前記第２の距離閾値よりも大きい第３の距離閾値内にあり、且つ、前記第２の距離閾値外にあるとき、前記無人航空機が警告を発するように命令するステップをさらに含む、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の飛行制限区域に対する無人航空機の飛行反応を測定する方法。
3. ＧＰＳ信号の検索結果及びＧＰＳモジュールの存在の検出結果の少なくとも一方に基づいて、前記無人航空機の離陸が許容されるか否かが決定される、
   ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の飛行制限区域に対する無人航空機の飛行反応を測定する方法。
4. 前記無人航空機の前記位置が前記無人航空機におけるＧＰＳ信号を利用して測定される、
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の飛行制限区域に対する無人航空機の飛行反応を測定する方法。
5. 前記飛行制限区域が空港である、
   ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の飛行制限区域に対する無人航空機の飛行反応を測定する方法。
6. 前記距離がＥＮＵ座標系を用いて計算される、
   ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の飛行制限区域に対する無人航空機の飛行反応を測定する方法。
7. 前記無人航空機の前記位置がＥＣＥＦ座標系に変換され、さらにＥＮＵ座標系に変換される、ことを特徴とする、請求項６に記載の飛行制限区域に対する無人航空機の飛行反応を測定する方法。
8. 前記距離が指定された時間間隔で計算される、
   ことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の飛行制限区域に対する無人航空機の飛行反応を測定する方法。
9. 前記飛行制限区域が、前記無人航空機の電源をオンしたときの前記無人航空機の近接性に基づいて、複数の可能性のある飛行制限区域から選択される、
   ことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の飛行制限区域に対する無人航空機の飛行反応を測定する方法。
10. 無人航空機の位置を受信し、前記無人航空機の前記位置及び飛行制限区域の位置に基づいて前記無人航空機と前記飛行制限区域との距離を計算し、前記距離が第１の距離閾値内にあるか否かを測定するプロセッサと、
    前記無人航空機が、前記距離が前記第１の距離閾値内にあるとき、前記無人航空機の離陸を許容しないことを含む第１の飛行反応措置を取り、前記距離が前記第１の距離閾値外にあるとき、前記無人航空機の離陸を許容することを含む第２の飛行反応措置を取ることを可能にする、前記プロセッサと通信する推進ユニットと、を備え、
    前記推進ユニットは、前記無人航空機が、前記距離が前記第１の距離閾値よりも大きい第２の距離閾値内にあり、且つ、前記第１の距離閾値外にあるとき、前記第２の飛行反応として前記無人航空機の離陸を許容し、且つ、前記飛行制限区域から離れた飛行を行うことを可能にする、
    ことを特徴とする、無人航空機。
11. 前記推進ユニットは、前記無人航空機が、前記距離が前記第２の距離閾値よりも大きい第３の距離閾値内にあり、且つ、前記第２の距離閾値外にあるとき、前記無人航空機が警告を発することを可能にする、
    ことを特徴とする、請求項１０に記載の無人航空機。
12. ＧＰＳ信号の検索結果及びＧＰＳモジュールの存在の検出結果の少なくとも一方に基づいて、前記無人航空機の離陸が許容されるか否かが決定される、
    ことを特徴とする、請求項１０又は請求項１１に記載の無人航空機。
13. 前記飛行制限区域の前記位置を記憶し、かつ複数の飛行制限区域の位置をさらに記憶するローカルメモリをさらに備える、
    ことを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の無人航空機。
14. 前記無人航空機が有線または無線接続によって外部デバイスと通信するとき、前記ローカルメモリが前記複数の飛行制限区域の前記位置と共に更新される、
    ことを特徴とする、請求項１３に記載の無人航空機。
15. 前記無人航空機が通信ネットワークと通信するとき、前記ローカルメモリが前記複数の飛行制限区域の前記位置と共に更新される、
    ことを特徴とする、請求項１３に記載の無人航空機。